CN215296144U - 一种基于智能云平台的桥梁支座实时安全监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于智能云平台的桥梁支座实时安全监测系统，包括监测采集模块、数据处理模块、监测对象，所述监测对象包括桥梁支座，所述监测采集模块包括用于监测变形倾角的倾斜仪、用于监测变形裂缝的裂缝计、用于监测变形沉降位移的沉降传感器、用于监测应变的应变计和用于采集监测的各个变形数据的数据采集终端；所述数据处理模块包括用于接收和传输来自数据采集终端变形数据的天线、用于接收和传输来自天线的变形数据的云平台、用于接收和处理来自云平台变形数据的数据分析终端；实现对桥梁支座出现的病害情况进行更快速、准确地监测，从而提高桥梁安全性。

Description

一种基于智能云平台的桥梁支座实时安全监测系统

技术领域

本实用新型涉及桥梁安全监测技术领域，尤其涉及一种基于智能云平台的桥梁支座实时安全监测系统。

背景技术

随着我国交通基础设施的大规模建设，我国建设了越来越多的桥梁结构如跨江、跨河、跨海桥、市政桥梁、铁路桥梁、公路桥梁等等。随着服役时间的增长且很多桥梁长期超载以及维修保养的不足，桥梁出现病害的现象与日俱增，尤其是作为连接桥梁上部结构和下部结构的重要结构部件——桥梁支座，出现了越来越多的病害如支座脱空、支座偏位、变形过大、支座破裂、侧面鼓起波纹状凹凸等等。一旦桥梁支座出现病害将会直接影响到桥梁上部结构的承载能力进而威胁到桥上行人和车辆行车安全。因而对桥梁尤其是跨江、跨河、跨海等恶劣环境下桥梁以及长期超载运输和长期缺乏维养的桥梁进行快速准确的桥梁支座变形监测具有十分重要的意义。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

基于上述问题，本实用新型提供一种基于智能云平台的桥梁支座实时安全监测系统，解决有待对桥梁支座出现的病害情况进行更快速、准确地监测的问题。

(二)技术方案

基于上述的技术问题，本实用新型提供一种基于智能云平台的桥梁支座实时安全监测系统，包括监测采集模块、数据处理模块、监测对象，所述监测对象包括桥梁支座，所述监测采集模块包括用于监测变形倾角的倾斜仪、用于监测变形裂缝的裂缝计、用于监测变形沉降位移的沉降传感器、用于监测应变的应变计和用于采集监测的各个变形数据的数据采集终端；所述数据处理模块包括用于接收和传输来自数据采集终端变形数据的天线、用于接收和传输来自天线的变形数据的云平台、用于接收和处理来自云平台变形数据的数据分析终端；

所述倾角仪、裂缝计、沉降传感器、应变计安装在所述桥梁支座上，分别与数据采集终端连接，所述数据采集终端与天线连接，所述天线连接云平台，所述云平台连接数据分析终端。

进一步的，所述数据处理模块还包括用于对数据分析终端的分析结果进行判断报警的报警器，所述数据分析终端连接报警器。

进一步的，所述报警器在倾角仪监测的倾角、裂缝计监测的裂缝宽度、沉降传感器监测的相对沉降、或应变计监测的应变值超过各自对应的安全范围时报警。

进一步的，所述倾角的安全范围为小于等于0.05°，所述裂缝宽度的安全范围为小于等于1mm，所述相对沉降的安全范围为小于等于1.5mm。

进一步的，所述桥梁支座包括支座上顶板、支座下底板、以及位于支座上顶板和支座下底板之间的支座支撑轴。

进一步的，所述倾角仪在所述支座上顶板的上、下表面、支座下底板的上表面各水平安装一个。

进一步的，所述裂缝计的感知探头在所述支座上顶板的上表面的四周水平均匀安装，一共四个探头。

进一步的，所述沉降传感器在所述支座上顶板的上表面、支座下底板的上表面各水平安装一个。

进一步的，所述应变计包含的应变片均匀贴附在支座支撑轴的侧表面四周，一共四个应变片。

进一步的，所述倾角仪、裂缝计、沉降传感器、应变计与数据采集终端分别通过RS485线缆通讯连接，所述数据采集终端与天线通过DTU无线通讯连接。

(三)有益效果

本实用新型的上述技术方案具有如下优点：

(1)本监测系统由于有倾角仪、沉降传感器、裂缝计、应变计以及智能采集终端，所以能够实时智能监测采集桥梁支座各个病害点的变形数据，病害点的监测类型全面，且倾角仪、沉降传感器、裂缝计、应变计的监测位置有利于得到准确的监测数据，提高准确性；

(2)本监测系统由于有通讯天线、报警器、数据分析终端、云端，所以能够对智能采集终端通过无线传输上来的数据与桥梁支座健康状态下的各个参数进行实时的比对，以及精确的分析，一旦分析结果为危险状态时将会触发报警器工作，及时发现病害情况；

(3)本监测系统的监测思想以及数据处理传输思想适用于大部分需要以变形参数来判断健康状态的监测对象所以该监测系统具有普适性。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本实用新型的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本实用新型进行任何限制，在附图中：

图1为本实用新型实施例的桥梁支座实时安全监测系统示意图；

图2为本实用新型实施例的桥梁支座结构示意图；

图3为本实用新型实施例的桥梁支座实时安全监测系统工作原理示意图；

图中：1：桥梁支座；1.1：支座上顶板；1.2：支座下底板；1.3：支座支撑轴；2：倾角仪；3：裂缝计；4：沉降传感器；5：应变计；6：数据采集终端；7：云平台；8：数据分析终端；9：报警器10：天线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

本实用新型为一种基于智能云平台的桥梁支座实时安全监测系统，如图1所示，包括监测采集模块、数据处理模块、监测对象，所述采集模块安装在监测对象上，连接数据处理模块；所述监测采集模块包括用于监测桥梁支座1的变形倾角的倾斜仪2、用于监测桥梁支座1的变形裂缝的裂缝计3、用于监测桥梁支座1的变形沉降位移的沉降传感器4、用于监测桥梁支座1的应变的应变计5和用于采集监测桥梁支座1的各个变形数据的数据采集终端6；所述数据处理模块主要包括用于接收和传输来自数据采集终端6变形数据的天线10、用于接收和传输来自天线10的变形数据的云平台7、用于接收和处理来自云平台7变形数据的数据分析终端8以及用于对数据分析终端8的分析结果进行判断报警的报警器9；所述监测对象包括桥梁支座1，所述桥梁支座1如图2所示，包括支座上顶板1.1、支座下底板1.2、以及支座上顶板1.1和支座下底板1.2之间的支座支撑轴1.3。

所述倾角仪2、裂缝计3、沉降传感器4、应变计5分别与数据采集终端6通过RS485线缆通讯连接，所述数据采集终端6与天线10通过DTU无线通讯连接，所述天线10无线连接云平台7，所述云平台7无线连接数据分析终端8，所述数据分析终端8连接报警器9。

所述倾角仪2在支座上顶板1.1的上、下表面、支座下底板1.2的上表面各水平安装一个，用于监测支座上顶板1.1、支座下底板1.2的绝对倾角；

所述裂缝计3的感知探头在支座上顶板1.1的上表面的四周水平均匀安装，一共四个探头，用于监测支座上顶板1.1的上表面裂缝；

所述沉降传感器4在支座上顶板1.1的上表面、支座下底板1.2的上表面各水平安装一个，用于监测支座上顶板1.1、支座下底板1.2的相对沉降；

所述应变计5包含若干应变片用于贴附在桥梁支座的易变形部位进行监测，所述应变计5的应变片均匀贴附在支座支撑轴1.3的侧表面四周，一共四个应变片，用于监测支座支撑轴1.3表面的弯扭变形。

所述数据分析终端8内部有桥梁支座1的健康状态下的各个倾角、裂缝宽度、相对沉降、应变的安全范围数据库用于和各个传感器测出的数据进行比对分析，该监测系统的工作原理如图3所示，下面通过各传感器的机理进行分析说明：

倾角仪2的机理由于倾角仪2内部有一个加速度传感器，一旦倾角仪2随着支座上顶板1.1和支座下底板1.2发生倾角变化，其内部的质量块的重力加速度在加速度传感器的测量方向上有一个加速度分量gsinθ，然后数据分析终端8通过数学计算出θ的值，从而得到被测表面的倾角变化θ；当倾角θ超过0.05°时报警；

裂缝计3和沉降传感器4的机理是由于裂缝计3和沉降传感器4内部有一个位移传感器，一旦发生位移变化，该传感器就可以感知测量出对应的位移数据；当裂缝计位移x超过1mm时报警，当沉降位移y超过1.5mm时报警。

应变计5的机理则是由于电阻应变仪内部电路的电阻，和各个应变片组成了一个稳定的电桥电路，应变片在正常没发生任何变形的状态下电桥是一个稳定的状态，这时对应数据分析终端的电压值是一个标准范围，一旦贴在支座支撑轴上的应变片随着支撑轴结构变化而变形，这时应变片的电阻则会发生变化，一旦电阻发生变化就会打破电阻应变仪内部电路的平衡，这时在在数据分析终端8的电压值就会出现变化，同时数据分析终端8通过换算，可以换算出对应的应变值，从而可以反映出支座支撑轴1.3的变形程度。

综上可知，通过上述的一种基于智能云平台的桥梁支座实时安全监测系统，具有以下优点：

(1)本监测系统由于有倾角仪、沉降传感器、裂缝计、应变计以及智能采集终端，所以能够实时智能监测采集桥梁支座各个病害点的变形数据，病害点的监测类型全面，且倾角仪、沉降传感器、裂缝计、应变计的监测位置有利于得到准确的监测数据，提高准确性；

(2)本监测系统由于有通讯天线、报警器、数据分析终端、云端，所以能够对智能采集终端通过无线传输上来的数据与桥梁支座健康状态下的各个参数进行实时的比对，以及精确的分析，一旦分析结果为危险状态时将会触发报警器工作，及时发现病害情况；

(3)本监测系统的监测思想以及数据处理传输思想适用于大部分需要以变形参数来判断健康状态的监测对象所以该监测系统具有普适性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；虽然结合附图描述了本实用新型的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种基于智能云平台的桥梁支座实时安全监测系统，其特征在于，包括监测采集模块、数据处理模块、监测对象，所述监测对象包括桥梁支座(1)，所述监测采集模块包括用于监测变形倾角的倾角仪(2)、用于监测变形裂缝的裂缝计(3)、用于监测变形沉降位移的沉降传感器(4)、用于监测应变的应变计(5)和用于采集监测的各个变形数据的数据采集终端(6)；所述数据处理模块包括用于接收和传输来自数据采集终端(6)变形数据的天线(10)、用于接收和传输来自天线(10)的变形数据的云平台(7)、用于接收和处理来自云平台(7)变形数据的数据分析终端(8)；

所述倾角仪(2)、裂缝计(3)、沉降传感器(4)、应变计(5)安装在所述桥梁支座(1)上，分别与数据采集终端(6)连接，所述数据采集终端(6)与天线(10)连接，所述天线(10)连接云平台(7)，所述云平台(7)连接数据分析终端(8)。

2.根据权利要求1所述的基于智能云平台的桥梁支座实时安全监测系统，其特征在于，所述数据处理模块还包括用于对数据分析终端(8)的分析结果进行判断报警的报警器(9)，所述数据分析终端(8)连接报警器(9)。

3.根据权利要求2所述的基于智能云平台的桥梁支座实时安全监测系统，其特征在于，所述报警器(9)在倾角仪(2)监测的倾角、裂缝计(3)监测的裂缝宽度、沉降传感器(4)监测的相对沉降、或应变计(5)监测的应变值超过各自对应的安全范围时报警。

4.根据权利要求3所述的基于智能云平台的桥梁支座实时安全监测系统，其特征在于，所述倾角的安全范围为小于等于0.05°，所述裂缝宽度的安全范围为小于等于1mm，所述相对沉降的安全范围为小于等于1.5mm。

5.根据权利要求1所述的基于智能云平台的桥梁支座实时安全监测系统，其特征在于，所述桥梁支座(1)包括支座上顶板(1.1)、支座下底板(1.2)、以及位于支座上顶板(1.1)和支座下底板(1.2)之间的支座支撑轴(1.3)。

6.根据权利要求5所述的基于智能云平台的桥梁支座实时安全监测系统，其特征在于，所述倾角仪(2)在所述支座上顶板(1.1)的上、下表面、支座下底板(1.2)的上表面各水平安装一个。

7.根据权利要求5所述的基于智能云平台的桥梁支座实时安全监测系统，其特征在于，所述裂缝计(3)的感知探头在所述支座上顶板(1.1)的上表面的四周水平均匀安装，一共四个探头。

8.根据权利要求5所述的基于智能云平台的桥梁支座实时安全监测系统，其特征在于，所述沉降传感器(4)在所述支座上顶板(1.1)的上表面、支座下底板(1.2)的上表面各水平安装一个。

9.根据权利要求5所述的基于智能云平台的桥梁支座实时安全监测系统，其特征在于，所述应变计(5)包含的应变片均匀贴附在支座支撑轴(1.3)的侧表面四周，一共四个应变片。

10.根据权利要求1所述的基于智能云平台的桥梁支座实时安全监测系统，其特征在于，所述倾角仪(2)、裂缝计(3)、沉降传感器(4)、应变计(5)与数据采集终端(6)分别通过RS485线缆通讯连接，所述数据采集终端(6)与天线(10)通过DTU无线通讯连接。

Images