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歐美大地 工程案例
案例分享 | 港珠澳大橋全壽命周期動態(tài)測量系統(tǒng)應(yīng)用
發(fā)布時間：2021-09-26 瀏覽次數(shù)：3457 來源：歐美大地

 
港珠澳大橋是“一國兩制”框架下、粵港澳三地首次合作共建的超大型跨海通道，全長55公里，設(shè)計(jì)使用壽命120年，總投資約1200億元人民幣。大橋于2003年8月啟動前期工作，2009年12月開工建設(shè)，籌備和建設(shè)前后歷時達(dá)十五年，于2018年10月開通運(yùn)營。
 
大橋主體工程由粵、港、澳三方政府共同組建的港珠澳大橋管理局負(fù)責(zé)建設(shè)、運(yùn)營、管理和維護(hù)，三地口岸及連接線由各自政府分別建設(shè)和運(yùn)營。主體工程實(shí)行橋、島、隧組合，總長約29.6公里，穿越伶仃航道和銅鼓西航道段約6.7公里為隧道，東、西兩端各設(shè)置一個海中人工島（藍(lán)海豚島和白海豚島），猶如“伶仃雙貝”熠熠生輝；其余路段約22.9公里為橋梁，分別設(shè)有寓意三地同心的“中國結(jié)”青州橋、人與自然和諧相處的“海豚塔”江海橋，以及揚(yáng)帆起航的“風(fēng)帆塔”九洲橋三座通航斜拉橋。
 
香港連接線（HKLR）由雙3車道高速公路和硬路肩組成，全長約12公里，連接香港特別行政區(qū)（HKSAR）邊界的高鐵港防線和香港國際機(jī)場島（HKIA）東北水域的香港過境設(shè)施（HKBCF）。
香港連接線段的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測（SHM）和維護(hù)管理系統(tǒng)（MMS）的性能規(guī)格基于HKLR參考設(shè)計(jì)。SHM和MMS維護(hù)HKLR參考設(shè)計(jì)對SHM和MMS的功能要求，但包括九項(xiàng)增強(qiáng)功能：

1.      直接監(jiān)測墩段中粘結(jié)的內(nèi)部后張（U型垂直）鋼筋的應(yīng)力（應(yīng)力和松弛）
2.      直接監(jiān)測甲板段中未粘結(jié)的外部后張預(yù)應(yīng)力筋（應(yīng)力和松弛）
3.      間接監(jiān)控（腐蝕氣體的濃度）墩段中嵌入式鋼筋的腐蝕狀態(tài)
4.      對于能見度和環(huán)境氣象進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測和預(yù)警
5.      使用加速度計(jì)來監(jiān)測船舶撞擊和地震活動對橋梁的影響
6.      提高公路交通監(jiān)控的準(zhǔn)確性和有效性
7.      碼頭橫梁的實(shí)時監(jiān)控
8.      增強(qiáng)了對碼頭支撐處所選箱形梁頂部法蘭的腐蝕監(jiān)測
9.      在中跨中增強(qiáng)了應(yīng)變監(jiān)測以進(jìn)行撓度動態(tài)監(jiān)測
 
SHM系統(tǒng)按照HKLR參考設(shè)計(jì)的要求監(jiān)視HZMB的長期動態(tài)狀態(tài)和運(yùn)行狀況。多功能測量和控制單元CR6被用作核心數(shù)據(jù)采集單元（DAQ）。 DAQ接入了多種類型傳感器如：振弦式位移計(jì)，振弦式應(yīng)變計(jì)，振弦式稱重傳感器，溫度傳感器和能見度傳感器，加速度計(jì)，腐蝕傳感器等，總數(shù)量超過2700只。系統(tǒng)采用了VSPECT技術(shù)（* VSPECT振弦譜分析技術(shù)），采用的振弦信號分析技術(shù)，降低噪聲干擾；并采用了振弦傳感器信號高頻測量技術(shù)（20Hz以上的高速測量能力），實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)振弦傳感器的高速動態(tài)測量，解決橋梁全壽命周期的動態(tài)監(jiān)測需求。
 
不僅如此，為了解決海量數(shù)據(jù)傳輸和存儲問題，Campbell Scientific采用CPI（CAN外圍接口）總線與數(shù)據(jù)記錄器通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了各種物理網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以高速率在長距離設(shè)備之間進(jìn)行通信，同步采用了LNDB數(shù)據(jù)庫平臺從分布式數(shù)據(jù)記錄器檢索數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)實(shí)時推送到數(shù)據(jù)庫中以進(jìn)行進(jìn)一步的分析和可視化，保證了大數(shù)據(jù)的時效傳輸和存儲。
 
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