[实用新型]一种桥梁冲刷多源监测系统

说明书

本实用新型公开了一种桥梁冲刷多源监测系统，包括智能监测系统、数据工控机、5G远程通信传输系统以及远程冲刷深度评定中心。所述智能监测系统由3个子系统组成，包括桥梁动力特性高频实时监测系统、可调声速水下深度监测系统、受冲刷海床的土压力变化测试设备，其能够通过相互偶联进行触发式控制采集桩侧数据，形成多源桥梁局部冲刷实时感知监测系统，实现了时钟同步、冲刷环境条件动态控制、接触式传感器与非接触式传感器一体化集成；该系统能够对冲刷界面、海床淤泥冲淤、桥梁动力响应进行一体化监测，结构冲刷深度评定方法能够为桥梁养护提供依据，有效保障桥梁在冲刷作用下安全运营。

技术领域

本实用新型涉及电子监测控制技术领域，具体涉及一种桥梁冲刷多源监测系统。

背景技术

桥梁作为生命线工程需要承受各种自然灾害作用，在诸多桥梁致灾因素中，基础冲刷是造成桥梁毁坏的主要原因之一；冲刷是水流在可侵蚀河床上的由于水动力作用引起的一种自然现象。桥梁发生冲刷情况轻则影响桥梁美观及行车舒适度，重则造成桥梁破坏。美国交通安全委员会统计了1966年至2005年的1502座倒塌桥梁，发现58%的破坏是由桥梁基础冲刷及相关的水力作用引起的。近年来，中国建设的大量桥梁处于水流冲刷环境中，基础冲刷问题日益突出。特别是大型跨海桥梁处于较为恶劣的海洋环境中，受波流、台风等冲刷条件的影响，出现了一定程度的冲淤变化，对其进行局部冲刷监测和桩基冲刷深度评定更加困难。我国现有的几座跨海大桥基础冲刷现象已经超过了预期情况。对桥梁基础开展有效的冲刷深度监测及冲刷深度评定成为当下科研人员、工程师、桥梁管理部门亟待解决的问题。

桥梁基础冲刷深度监测方法能够直观获得基础冲刷情况，为实际桥梁冲刷防护措施实施提供指导性的建议，避免桥梁水毁破坏。目前国内传统的对桥梁基础冲刷的检测方法为人工水下作业检测，但是水下作业严重威胁着检测人员的生命安全，并且检测精度依赖于检测人员的经验性。对中小跨桥梁基础冲刷监测开展研究，产生了许多监测方法，如浮力监测仪、磁力滑动环、声纳、雷达、时域反射仪（TDR）。但各种监测方法受到水流、测量船的非线性运动、测量人员的经验性以及复杂的监测服役环境等因素的影响，具有精度不高、适用范围有限、经济性差及不能对冲刷情况进行实时监测等缺点。跨海桥梁所处海床泥沙冲淤复杂多变，海底沟槽变化发展较快。目前，运用于大型跨海桥梁的基础冲刷监测方法较少，泥沙冲淤相对潮流流速变化有滞后效应，监测淤泥质土冲刷及回淤情况存在不足，这迫切要求人们寻找新的桥梁基础冲刷监测方法来弥补之前方法的不足，提高冲刷监测的准确度和工作效率，并对桥梁桩基冲刷深度做出准确评定，以识别桥梁的安全状况，为大桥管理部门及时采取有效的桥梁防护措施，保障大桥安全运营，具有积极的社会意义。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种桥梁冲刷多源监测系统。该系统主要在不同的环境条件触发下自适应控制监测装置工作，对多源监测数据进行实时动态采集和传输，为桥梁养护和安全运营提供依据。

本实用新型的技术方案如下：

一种桥梁冲刷多源监测系统，其特征在于：包括智能监测系统、数据工控机、5G远程通信传输系统以及远程冲刷深度评定中心；

所述智能监测系统由3个子系统组成，包括桥梁动力特性高频实时监测系统、可调声速水下深度监测系统及受冲海床土压力变化测试系统；

所述数据工控机及5G远程通信系统安装于桥墩顶部，能够把从智能监测系统中获得多源监测数据通过5G通信进行断点续传，实现远程数据传输，并可远程回访储存于桥梁数据工控机中的数据；

所述远程冲刷深度评定中心从智能监测系统中获得多源监测数据，通过对多源监测数据融合和权值归一化算法对桩基局部冲刷深度进行评定。

所述的一种桥梁冲刷多源监测系统，其特征在于：所述桥梁动力特性高频实时监测系统，采用高频动态双向加速度传感器及动应变传感器组合，所述高频动态双向加速度传感器安装于桥墩顶部与桩基承台上，所述动应变传感器安装于桥墩顶部及底部的表面上。