第九章遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)路橋無損檢測(cè)主講人:趙洪利學(xué)習(xí)指南本章重點(diǎn)講解了檢測(cè)中橋梁及邊坡遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及架構(gòu)的相關(guān)組成。了解遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要構(gòu)架與現(xiàn)代橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以及邊坡穩(wěn)定遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。

目錄頁CONTENTSPAGE01遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及架構(gòu)02現(xiàn)代橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)03邊坡遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)01遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及架構(gòu)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及架構(gòu)

將高性能采集系統(tǒng)與遠(yuǎn)程遙信遙測(cè)技術(shù)相結(jié)合，形成對(duì)被測(cè)物進(jìn)行監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)，稱為遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。高性能的采集系統(tǒng)，主要是指?jìng)鞲衅骷靶盘?hào)的后期處理部分；

監(jiān)測(cè)對(duì)象，主要為復(fù)雜大型結(jié)構(gòu)體，如橋梁、邊坡等；遠(yuǎn)程系統(tǒng)的組成：

高性能的采集系統(tǒng)監(jiān)測(cè)對(duì)象遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的架構(gòu)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖系統(tǒng)構(gòu)架首先，建立網(wǎng)絡(luò)的起因是網(wǎng)絡(luò)中軟硬件資源、運(yùn)算能力和信息不均等，需要共享，從而造就擁有眾多資源的主機(jī)提供服務(wù)，資源較少的客戶請(qǐng)求服務(wù)這一非對(duì)等作用。其次，網(wǎng)間進(jìn)程通信完全是異步的，相互通信的進(jìn)程間既不存在父子關(guān)系，又不共享內(nèi)存緩沖區(qū)，因此需要一種機(jī)制為希望通信的進(jìn)程間建立聯(lián)系，為二者的數(shù)據(jù)交換提供同步?！鯟/S架構(gòu)（胖客戶端程序）C/S系統(tǒng)架構(gòu)系統(tǒng)構(gòu)架隨著Internet技術(shù)的興起，對(duì)C/S架構(gòu)的一種變化或者改進(jìn)的架構(gòu)。在這種架構(gòu)下，用戶工作界面是通過WWW瀏覽器來實(shí)現(xiàn)的，極少部分事物邏輯在前段（Browser）實(shí)現(xiàn)，但是主要事物邏輯在服務(wù)器端（Server）實(shí)現(xiàn)。

這樣就大大簡(jiǎn)化了客戶端電腦載荷，減輕了系統(tǒng)維護(hù)與升級(jí)的成本和工作量，降低了用戶的總體成本?！鯞/S架構(gòu)（瘦客戶端程序）

單層B/S系統(tǒng)架構(gòu)不同系統(tǒng)構(gòu)架的區(qū)別■C/S架構(gòu)硬件環(huán)境：專用網(wǎng)絡(luò)安全：面向相對(duì)固定的用戶群，對(duì)信息安全的控制能力很強(qiáng)程序架構(gòu)：更注意流程，較少考慮系統(tǒng)運(yùn)行速度系統(tǒng)維護(hù)：升級(jí)難處理問題：集中接口：與操作系統(tǒng)關(guān)系密切信息流：交互性低■B/S架構(gòu)硬件環(huán)境：廣域網(wǎng)安全：面向不可知的用戶群，對(duì)安全的控制能力相對(duì)較弱程序架構(gòu)：對(duì)安全及訪問速度多重考慮，建立在需要更加優(yōu)化的基礎(chǔ)上系統(tǒng)維護(hù)：開銷小、方便升級(jí)處理問題：分散接口：跨平臺(tái)，與瀏覽器相關(guān)信息流：交互密集VS基于C/S架體系結(jié)構(gòu)的B/S勢(shì)必在將來的工程中發(fā)揮重要的地位。02現(xiàn)代橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)伴隨我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的飛速發(fā)展，橋梁結(jié)構(gòu)在各大公路、鐵路的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，目前，我國(guó)有公路橋梁約70余萬座（不算鐵路橋梁）。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展以及交通運(yùn)輸能力要求的不斷提高，許多橋梁到達(dá)或即將到達(dá)設(shè)計(jì)服務(wù)期，橋梁的老化和功能退化呈加速趨勢(shì)，如不及時(shí)維護(hù)和維修，不僅會(huì)影響行車的安全，縮短橋梁的使用壽命，甚至?xí)l(fā)生橋梁的突然破壞或倒塌等慘痛事故。美麗的工程橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是集結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)、系統(tǒng)辨識(shí)和結(jié)構(gòu)評(píng)估于一體的綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。智能橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)應(yīng)滿足以下要求：精確性完整性適用性橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)五個(gè)階段0302050104在線測(cè)試實(shí)時(shí)分析損傷診斷狀態(tài)評(píng)估維護(hù)決策橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)BQIM系統(tǒng)模塊及功能實(shí)體檢測(cè)模塊：對(duì)路橋結(jié)構(gòu)實(shí)體進(jìn)行無損檢測(cè)；結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)模塊：針對(duì)橋梁、路基、邊坡、基坑等，采用IoT和B/S構(gòu)架的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)體系；數(shù)據(jù)庫(kù)模塊：CI-DBS可以記錄不同時(shí)期、不同地點(diǎn)的檢測(cè)信息，而且儲(chǔ)存、檢索方便；BIM模塊（內(nèi)含GIS機(jī)能）：可查閱、提取、添加檢測(cè)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、報(bào)告，亦可提取和添加非結(jié)構(gòu)性文檔信息。;輔助決策模塊：利用數(shù)值仿真以及專業(yè)評(píng)估，對(duì)質(zhì)量判斷、加固決策等進(jìn)行輔助。BQIM系統(tǒng)的構(gòu)成橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的應(yīng)用橋梁名稱結(jié)構(gòu)類型跨度（M）國(guó)家SunshineSkyway橋斜拉橋164.7+366+164.7美國(guó)GoldenGate橋懸索橋343+1280+343美國(guó)多多羅橋斜拉橋270+890+270日本明石橋懸索橋960+1991+960日本Foyle橋梁橋144.3+233.6+144.3英國(guó)Saohae橋斜拉橋60+200+470+200+60韓國(guó)Confederation橋梁橋45×250加拿大Normandie橋斜拉橋856法國(guó)青馬橋懸索橋455+1377+300中國(guó)（香港)江陰大橋懸索橋1385中國(guó)蘇通大橋斜拉橋主跨1088中國(guó)南京長(zhǎng)江三橋斜拉橋主跨648中國(guó)虎門大橋懸索橋主跨888中國(guó)錢塘江四橋系桿拱橋主跨580中國(guó)松花江大橋斜拉橋主跨365中國(guó)國(guó)內(nèi)外安裝結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的部分橋梁橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的應(yīng)用橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)成果與進(jìn)展：監(jiān)測(cè)信息全面監(jiān)測(cè)內(nèi)容全面監(jiān)測(cè)儀器多樣、先進(jìn)、監(jiān)測(cè)功能不斷完善橋梁結(jié)構(gòu)損傷診斷理論與方法的研究取得了一定的進(jìn)展發(fā)展包括可靠度理論，層次分析法、模糊理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法以及專家系統(tǒng)等多種橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)評(píng)估方法，并且初步應(yīng)用于橋梁結(jié)構(gòu)健康系統(tǒng)中。03邊坡遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)邊坡遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)■監(jiān)測(cè)目的通過對(duì)邊坡變形的監(jiān)測(cè)，判斷邊坡的滑動(dòng)面深度、滑動(dòng)范圍及其變形發(fā)展趨勢(shì)，評(píng)估開挖施工對(duì)邊坡自身穩(wěn)定性和周圍建筑物的影響情況，提供預(yù)警信息;

動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行工序和工藝的調(diào)整，采取更為合理、有效的支護(hù)措施，及時(shí)指導(dǎo)施工，優(yōu)化施工方案;動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，掌握控制邊坡的穩(wěn)定性個(gè)中參數(shù)和因素隨時(shí)間和空間上的不斷變化的過程，為動(dòng)態(tài)化設(shè)計(jì)，變更設(shè)計(jì)方案提供依據(jù)；張拉過程中以及施工期監(jiān)測(cè)，為高邊坡科研提供原始觀測(cè)數(shù)據(jù)，從而分析預(yù)應(yīng)力在張拉過程中以及后期的變化規(guī)律，了解預(yù)應(yīng)力隨時(shí)間的長(zhǎng)期變化情況，解釋其長(zhǎng)期變化規(guī)律、影響因素；評(píng)價(jià)安全穩(wěn)定性和積累量測(cè)數(shù)據(jù)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。危巖位移，傾斜應(yīng)力應(yīng)變地聲變化地震，爆破震動(dòng)降雨量氣溫地表下水監(jiān)測(cè)內(nèi)容邊坡遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的針對(duì)性監(jiān)測(cè)的階段性監(jiān)測(cè)的及時(shí)性監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)性邊坡監(jiān)測(cè)的技術(shù)要求邊坡遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)邊坡監(jiān)測(cè)項(xiàng)目表監(jiān)測(cè)項(xiàng)目測(cè)試內(nèi)容測(cè)點(diǎn)布置儀器變形監(jiān)測(cè)地表變形、地表裂縫、邊坡深部位移、支護(hù)結(jié)構(gòu)變形邊坡表面、裂縫、滑帶、支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部經(jīng)緯儀、全站儀、GPS、伸縮儀、位錯(cuò)儀、鉆孔傾斜儀、多點(diǎn)位移計(jì)、應(yīng)變儀等應(yīng)力監(jiān)測(cè)邊坡地應(yīng)力、錨桿（索）應(yīng)力、支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力邊坡內(nèi)部、外錨頭、錨桿主筋、結(jié)構(gòu)應(yīng)力最大處壓力傳感器、錨索測(cè)力計(jì)、壓力盒、鋼筋計(jì)等地下水監(jiān)測(cè)孔隙水壓力、揚(yáng)壓力、動(dòng)水壓力、地下水水質(zhì)、地下水、滲水與降雨關(guān)系以及降雨、洪水與時(shí)間關(guān)系出水點(diǎn)、鉆孔、滑體與滑面孔隙水壓力儀、抽水試驗(yàn)、水化學(xué)分析等邊坡遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)突出重點(diǎn)，統(tǒng)籌兼顧。在整個(gè)項(xiàng)目監(jiān)測(cè)中，對(duì)邊坡產(chǎn)生影響的因素繁多，在實(shí)際工程中需要找出決定性影響因素，對(duì)其重點(diǎn)監(jiān)測(cè)。及時(shí)有效、安全可靠。準(zhǔn)確可靠的安裝監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并及時(shí)埋設(shè)、觀測(cè)，整理分析監(jiān)測(cè)資料及時(shí)反饋監(jiān)控信息。簡(jiǎn)便可行、經(jīng)濟(jì)合理。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)便于操作和分析，力求方便可行，儀器不易損壞，易于長(zhǎng)期觀測(cè)。邊坡監(jiān)測(cè)基本原則■宏觀地質(zhì)觀察法用常規(guī)的地質(zhì)路線調(diào)查方法對(duì)崩塌、滑坡、泥石流災(zāi)害體的宏觀變形跡象和與其有關(guān)的各種異?，F(xiàn)象進(jìn)行定期的觀測(cè)、記錄。該方法具有直觀性、動(dòng)態(tài)性、適應(yīng)性及實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn)，不僅適用于各種類型的崩塌滑體在不同變形發(fā)展階段的監(jiān)測(cè)，而且監(jiān)測(cè)內(nèi)容比較豐富，獲得的前兆信息直觀可靠，可信度高。■簡(jiǎn)易觀察法通過人工觀測(cè)邊坡工程中地表裂縫、地面膨脹、沉降、坍塌、建筑物變形特征及地下水位變化、地溫變化等現(xiàn)象，也可在邊坡體關(guān)鍵裂縫處埋設(shè)騎縫式簡(jiǎn)易觀測(cè)樁。該方法對(duì)正在發(fā)生病害的邊坡進(jìn)行觀測(cè)較為合適，也可結(jié)合儀器監(jiān)測(cè)資料進(jìn)行綜合分析，用已初步判定滑坡體所處的變形階段及中短期滑動(dòng)趨勢(shì)。邊坡監(jiān)測(cè)的方法■設(shè)站觀測(cè)法在充分了解工程場(chǎng)區(qū)的工程地質(zhì)背景的基礎(chǔ)上，在邊坡體上設(shè)立變形觀測(cè)點(diǎn)，在變形區(qū)影響范圍之外的穩(wěn)定地點(diǎn)設(shè)置固定觀測(cè)站，用測(cè)量?jī)x器定期監(jiān)測(cè)變形區(qū)內(nèi)網(wǎng)點(diǎn)的三維位移變化的一種行之有效的監(jiān)測(cè)方法。遠(yuǎn)離變形區(qū)，且無主觀成分，比簡(jiǎn)易觀測(cè)法客觀、精密，觀測(cè)、比較的范圍大，選點(diǎn)方便?！鰞x表觀測(cè)法用精密儀表對(duì)變形斜坡進(jìn)行地表及深部的位移、傾斜（沉降）動(dòng)態(tài)，裂縫相對(duì)張、閉、沉、錯(cuò)變化及地聲、應(yīng)力應(yīng)變等物理參數(shù)與環(huán)境影響因素進(jìn)行監(jiān)測(cè)。該方法監(jiān)測(cè)的內(nèi)容豐富、精度高、測(cè)程可調(diào)，儀器便于攜帶，可避免惡劣環(huán)境對(duì)測(cè)試儀表的損害，觀測(cè)結(jié)果直觀，可靠度高，適用于斜坡變形的中、長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。邊坡監(jiān)測(cè)的方法■遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)法電子儀表觀測(cè)的內(nèi)容，基本上能實(shí)現(xiàn)連續(xù)觀測(cè)，自動(dòng)采集、存儲(chǔ)、打印和顯示觀測(cè)數(shù)據(jù)。遠(yuǎn)距離無線傳輸是該方法最基本的特點(diǎn)，自動(dòng)化程度高，可全天候連續(xù)觀測(cè)，是當(dāng)前和今后一個(gè)時(shí)期滑坡監(jiān)測(cè)發(fā)展的方向。監(jiān)測(cè)方法應(yīng)充分考慮邊坡特征、地質(zhì)條件及監(jiān)測(cè)外部環(huán)境，選擇合適的監(jiān)測(cè)方法，做到儀器監(jiān)測(cè)和宏觀監(jiān)測(cè)相結(jié)合，人工監(jiān)測(cè)