施工组织设计下载简介

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武西高速公路桃花峪黄河双塔三跨自锚式悬索桥施工组织设计

健康监测加速度传感器系统主要硬件包括加速度传感器、恒流源、采集卡

以及连接线等。恒流源通过信号线为加速度传感器提供稳定的电流并将传感器

采集到的信号进行放大，采集卡将经过放大的信号采集并传入工控机进行处理，

加速度系统主要技术目标如下：

浆砌片石路肩墙施工工艺框图传感器总体成活率≥95%；

传感器布设有较好的防水、防潮、防腐蚀、防老化等保护措施；

可根据具体需要设置不同的采集频率，且最大采集频率不低于200HZ

加速度数据能够以数字或时间曲线的方式实时显示，显示延迟<5s；

能够处理并显示数据的处理结果，如FFT频谱变换结果等。

采集和供电设备应具备信号增益和滤波功能。

数据传输误码率≤1%：

对于发生报警的传感器，应能在全桥三维模型中显示其安装位置并有明

具有灵活的数据采集策略，能够实现实时自动采集或人工自定义采集

加速度系统的设务总体连接示意图见图55

5.2.4.应变与裂缝监测

图5.5桃花峪黄河大桥主桥健康监测加速度传感器硬件系统构成

应力及裂缝监测是桃花峪黄河大桥主桥的重点监测对象。这一部分的设计

主要考虑以下几点：1）由于是已建桥梁，故只能采用表贴式应变计；2）出于数

据长距离传输的限制，故主要采用了钢弦式应变计，同时选取部分关键位置采

用光纤光栅应变计，做校核研究；3）由于裂缝计与应变计原理相同，故将裂缝

的监测也纳入应变监测子系统中，以节省硬件开销。这一子系统在箱梁桥各跨

跨中和梁板顶底板设置了表贴式弦式应变传感计，在各跨的主要裂缝上跨缝设

立了裂缝计。整个子系统由裂缝计、应变计、集线箱、采集仪和工控机构成。

箱梁截面应变与裂缝监测截面设于主跨跨中、主跨四分点、墩顶和边跨跨

中，桥塔截面应变监测截面设于桥塔底部

混凝土应变与裂缝监测测点布置位置与数

武西高速公路桃花峪黄河大桥主桥健康监测

应变与裂缝监测选用北京基康公司的振弦式应变传感器，其主要技术参数

表5.10截面应变监测传感器技术参数

测量精度 ±2~3μe

1.18~1.22pm/μe

5.2.5.桥塔偏位监测

桥塔偏位监测测点布置在各索塔顶部。

表5.11桥塔偏位监测测点布置位置与数量

桥塔偏位监测采用基康单通道倾角传感器，其主要技术参数如下表所示

偏位监测采用基康单通道倾角传感器，其主要技术参数如下表所示：

表5.12倾角传感器技术参数

5.3.数据采集与传输模块

5.3.1.主要功能介绍

数据采集与传输子系统的主要功能是监测数据采集、数据预处理、数据显

示、数据存储、参数配置、数据传输等，包括传感器模块、数据采集与传输模

数据采集与传输模块是负责将监测数据采集传输至监控中心。该系统由采

集设备与传输设备组成。硬件系统包括传输线路和采集设备，其主要功能是将

专感器感应到得数据汇总、转换并传输到计算机进行进一步的分析。软件系统

采用我单位自行研发的《桥梁健康监测系统》，本节将介绍硬件系统的设计方案，

数据采集与传输系统主要设计目标为：

在无人值守条件下能够自动运行；

在特殊状态下可进行特殊采集或人工干预采集；

数据采集软件具有数据采集、自动处理和缓存管理功能：

系统具有实时自诊断功能

能够实现数据的同步采集

满足长期工作的稳定性要求；

数据采集与传输系统硬件设计目标为：

根据传感器种类、数量、信号特征、信号采集频率、I/O数据吞吐

量、及对信号进行预处理等要求，决定数据采集与传输硬件系统的基

本方式和具体硬件设备的选择。

遵循标准协议和标准结构，便于数据传输和管理；

具有较高的精度，必要时配置滤波和信号增益设备；

具备实时采集、自动存储、即时显示、即时反馈、自动处理、自动

传输等功能，能保证现场数据的真实性、有效性、实时性、可用性；

满足现场工作条件需求，具有防雷、防尘等功能：

6、便于更换且不影响软件的使用：

（1）对传感器采集工作进行控制，实现数据的实时与同步采集。

（2）在采集端将数据预处理与存储，通过传输设备实时传送至监控中心

（3）系统能够按照既定程序或在人工十预下进行数据采集。

数据采集与传输设备的主要技术要求如下：

●分辨率、采样频率与监测设备匹配，采样周期≤10s；

可24小时连续运行，无故障时间≥2100h，故障修复时间≤1h;

在网络发生传输异常情况下，采集站应能保存60天以上的数据：

各采集设备间时钟同步精度≤1ms；

内置硬件看门狗，具有复位芯片，保证系统可靠运行，中断自恢复

内含防雷模块，能够有效抵御感应雷及电气浪涌的冲击；

内置以太网、RS232\485、USB通讯接口；

5.3.2.硬件设备的选择

桃花峪黄河大桥主桥健康监测数据采集与传输子系统硬件设备的选择是在

满足硬件设计目标的前提下，经多方比较后选定的，其主要设备包括恒流源

采集卡、总线采集模块、网络交换机、工控机、显示器等。各设备的型号及主

本系统选用与KD1100LC加速度传感器配套使用的KD5201A型恒流适配

武西高速公路桃花峪黄河大桥主桥健康监测

器，其适用IC内置电路传感器供电及放大，产品外观新颖，性能可靠，信噪比

高，性价比好，滤波器频率范围除标称指标外，可根据用户要求调整。多通道

仪器采用变色灯指示传感器故障。输入输出均为BNC插座。

KD5201型恒流适配器具体技术参数如表5.13所示，其样式及外形见图5.5。

KD5201型恒流适配器技术参数

0.3~30K 或用户定

变色LED显示传感器工作状 态，KD5210T低通波滤器分三 档:0.3K，0.8K，3KHz

图5.7KD5201型恒流适配器

采集卡为加速度信号采集的主要部件之一，本系统选用由北京阿尔泰科技

有限公司生产的USB2801型数据采集卡，其主要技术参数如下：

模拟通道输入数：32路单端/16路双端模拟信号输入

支持通道扫描及伪同时采样（即同步采集）扫描模式。

可承受1000V隔离电压

模拟电压输入范围：±10V、±5V、0～10V

模拟输入阻抗：100MQ

模拟输入共模电压范围：>士2V

放大器建立时间：3us(精度0.01%，全部增益）

硬增益范围：1、2、4、8(N5为PGA203)，1、10、100、10000(N5为PGA202)

LY／T 2222-2020 竹单板A/D分辨率：16Bit(65536)

非线性：±1LSB(最大)

转换时间(含采样时间)：10uS

系统测量精度(满量程)：0.008%

系统通过率：60KHZ(定时触发，单通道)，

50KHZ(定时触发，多通道)

二级站土建第一标段工程大坝施工组织设计A/D转换外触发信号特性：下降沿有效

注：以上技术指标未注明者均为典型值，