桥梁健康监测

泸州项目智能桥梁监测系统平台和运营维护服务一体化整体解决方案

图 SEQ 图表 \* ARABIC \s 2 1泸州市国窖大桥桥型布置图（单位：cm）

泸州市沱江三桥西起莲花街道办事处城北沱江新城，东岸与迎宾大道相接，属城东新区连接新老城区的重要交通枢纽工程。大桥主孔为中承式钢管混凝土肋拱桥，边孔为上承式钢筋混凝土箱型肋拱桥，跨径布置为100m+142m+100m三连拱桥，双向六车道，桥面宽34m。主孔拱肋采用悬链线无铰拱，计算跨径L=142.56m，计算矢高f=33.64m，矢跨比f/L=1/4，拱轴系数m=1.3，每一拱肋为4×φ800钢管混凝土桁架，上下游拱肋间距26.8m，拱肋间设一道“米”字横撑及二道“K”字横撑。吊杆采用φs7-109平行钢丝束，吊杆纵向间距为5.2m。边孔拱肋采用悬链线无铰拱，计算跨径L=100m，计算矢高f=16m，矢跨比f/L=1/6.25，拱轴系数m=2.24，上下游拱肋间距26.8m，两拱肋独立成拱，无横向了联系。每片拱肋均采用单箱三室截面，拱箱顶、底板厚均为25cm，边腹板厚20cm，中腹板厚60cm，拱箱内设19片横隔板，横隔板厚度25cm，纵向间距520cm。该桥于2007年建成通车。桥梁总体布置见2。

图2  泸州市沱江三桥桥型布置图（单位：cm）

泸州市沱江一桥为上部结构空腹式圬工拱桥，坐落于泸州市江阳区与龙马潭区的交界地，跨径组合为5+7*40+5m。大桥于1959年10月13日动工，1960年10月建成通车，至今已运营50余年。1982年对该桥进行改造拓宽，全长拓展为385.5m，桥面宽14米，车行道9m，于1984年完工。桥梁总体布置见图3。

图3 泸州市沱江一桥桥型布置图（单位：cm）

2. 项目目标、范围、内容、功能及成果要求

2.1建设目标

为确保桥梁的安全运行，畅通城市交通，更好地服务群众出行，进一步提升城市桥梁的科学化管理水平，通过整合资源、合理规划，将自动化健康监测技术与人工巡检技术相结合，以构建一个集约有效、技术先进、易于管理、开放兼容、实用经济、符合我市城市桥梁管理需求的现代化、信息化城市桥梁管理系统，项目建设前期涵盖国窖大桥、沱江三桥、沱江一桥三座大桥，项目建设要求实现如下目标：

1、建设市政桥梁信息化管养数据档案，服务于大桥运营期的日常养护管理工作，实现智能化、信息化和预防性管养。

2、自动、实时、动态监测桥梁运行状况，有效地掌控重要桥梁的结构使用状态及其发展演化趋势，及时发现和预警安全隐患，确保桥梁的安全运营。

3、结合人工巡检和定期检测，定期对大桥安全状态进行评估。

4、为制定合理、主动、预防性的养护措施提供技术支持，从而有效降低桥梁全寿命期的运营养护成本，尽可能的延长桥梁的使用年限。

2.2项目范围

本项目涵盖国窖大桥、沱江三桥、沱江一桥三座大桥健康监测系统的建设。

2.3建设内容

泸州市桥梁结构安全监测设计与实施项目建设内容包括但不限于：

（1）桥梁结构安全监测系统，包括：建立三座桥梁结构安全监测系统（包括传感器子系统、数据采集与传输子系统、数据处理与存储子系统、用户界面及预警评估子系统）；建立桥梁监测系统数据接口标准。

（2）管理中心建设，建立本项目所需的监控中心硬件设施和配套软件，系统平台采用云计算架构。

2.4功能要求

泸州市桥梁健康监测系统应实现以下功能：

（1）建设泸州市市政桥梁智慧监测信息管理平台，对国窖大桥、沱江一桥和沱江三桥进行统一的信息化管理。

（2）自动、实时、动态采集与传输国窖大桥、沱江一桥和沱江三桥的结构状态信息，自动评估桥梁安全状态并预警。

（3）提供3D模型、图形、表格、文字等信息展示方式。

（4）结合人工巡检和定期检测，定期对大桥安全状态进行评估，为制定合理、主动、预防性的养护措施提供技术支持，从而有效降低桥梁全寿命期的运营养护成本，尽可能的延长桥梁的使用年限。

3. 项目设计原则

项目总体设计应本着针对性、稳定性、可靠性、先进性、易维护性和完整性的原则，做到功能完善，技术先进、可靠实用，便于维护。

3.1针对性

针对大桥结构主要特征及运营状况，进行系统方案的设计，提出保证实用性的措施。

3.2可靠性

投标人应根据所选桥梁的地理位置特征，大桥的结构特征，选择成熟、可靠的数据处理以及损伤评估方法应用于本项目中，保证系统能稳定、准确地分析桥梁的安全状况；应使用稳定、成熟、可靠性好、可扩展性好的数据库结构，便于桥梁远期的管理。

3.3先进性

大桥结构监测系统在考虑实用性、可靠性的前提下，采用新型电子技术、通信技术和计算机技术为基础，采用结构监测技术中处于成熟先进的技术设置系统的配置。实现监测与数据处理的自动化，使数据的采集、处理迅速、及时、灵敏，并能方便的对监测历程进行查询。

3.4可操作性和易维护性

进入正常运行之后的监测系统应易于管理，易于操作；系统应能方便升级更新，并保证设备的可更换性。

3.5完整性和可扩容性

系统的监测控制过程必须内容完整、逻辑严密；考虑到远期扩展的可能性，充分注意设计的兼容性，系统的可扩充性。

4. 项目内容及要求

项目建设包含但不限于系统软硬件的开发设计、设备采购、系统集成、现场安装、调试、培训等工作内容。

（1）建设泸州市市政桥梁智慧监测信息管理平台（以下简称“信息管理平台”），对国窖大桥、沱江三桥和沱江一桥进行统一管理。建设信息管理平台的硬件设施和配套软件，平台采用云计算架构，建立桥梁监测系统数据接口标准。

（2）国窖大桥：

该桥主桥为128+248+128m双塔双索面预应力混凝土矮塔斜拉桥，桥面体系主梁受力，斜拉索与索塔为支撑体系。应针对斜拉索、桥面系、索塔的受力情况，建设主梁挠度监测子系统，、结构应变监测子系统，、温度监测子系统，、振动监测子系统，、拉索索力监测子系统，、塔顶位移监测子系统，、地震动监测子系统和、风速风向监测子系统和、雨量监测子系统、环境温湿度监测子系统和伸缩缝位移监测子系统。

（3）沱江三桥：

该桥主孔为中承式钢管混凝土肋拱桥，边孔为上承式钢筋混凝土箱型肋拱桥，应针对吊杆、钢管拱、桥面系受力情况，建设主梁挠度监测子系统，、主拱应变监测子系统，、温度监测子系统，、振动监测子系统，、吊索吊杆拉力监测子系统，、地震动监测子系统和风速风向监测子系统。

（4）沱江一桥：

该桥为上部结构空腹式圬工拱桥，应针对桥面系及拱受力情况，建设拱顶位移监测子系统，、墩顶位移监测子系统，、应变监测子系统，、温度监测子系统，、地震动监测子系统。

（5）建设国窖大桥、沱江三桥以及沱江一桥的现场采集站。