项目名称：基于“北斗系统”的大跨径连续梁桥形变实时监测系统研究

成果主要完成单位：湖北省交通运输厅高速公路管理局、中南安全环境技术研究院股份有限公司、湖北省交通运输厅京珠高速公路管理处、湖北省交通运输厅随岳高速公路管理处

项目简介：

本课题以京珠高速蔡甸汉江大桥为依托，建立了一套基于“北斗系统”的大跨径连续梁桥形变实时监测系统，该监测系统由北斗地基增强站、桥梁形变监测站、通信网络系统、监测中心四大部分构成。该系统可以为桥梁健康监测、预警评估、大数据分析等提供数据源，并能根据后台数据库对海量形变监测数据进行数据呈现、趋势分析、阀值预警。目前，该监测系统已投入运用，通过对京珠高速蔡甸汉江大桥在使用阶段及其工作环境进行实时监测，可以分析结构健康状况、评价桥梁承受静、动荷载能力及结构耐久可靠性的基本数据，为运营、维护、管理提供决策依据。

本课题在实施过程中取得了如下技术创新：

（1）监测系统在云计算数据中心分配单独的虚拟机计算资源，可以提供快速的计算资源动态扩展，无需进行软件的二次开发，即可快捷接入新的大跨连续梁桥形变监测。同时采用进程间通讯技术，可以兼容不同语言开发的插件，增加了系统的兼容性和开发效率，实现面向桥梁集群的省级桥梁监测平台。

（2）通过在“RTK动态变形监测数据处理模块”中加入数据缓存机制，保存12个小时的GNSS站点数据信息，监测系统能随时将解算方式从动态解算切换到静态解算，提高解算精度至毫米级。

（3）设计了京珠高速蔡甸汉江大桥梁变形监测预警流程，根据大桥自身特点，参照规范确定挠度变形预警阈值，创新性的提出将监测点进行三级阈值配置，同时，在考虑监测数据统计分析值及主梁形变影响因素的基础上设置动态预警线。当监测到的动态形变量最大值超过梁体正常范围内的弹性形变值时，通过Email及手机短信及时提供报警，可减少因桥梁安全问题引起的交通事故。

（4）形变监测中采用动静结合监测方法，在监测系统中采用动态采集和奇异3值处理与移动平均算法的后处理相结合的方法，既能够快速输出动态监测数据，又能够输出高精度的静态数据。

通过本课题的实施，可以建立基于“北斗系统”的桥梁形变监测示范，推动我省路桥安全的优化升级，提高路桥网络的运行质量，加快北斗技术与系统在我省桥梁监测领域的应用试点示范工作。此外，基于北斗系统的形变监测，研究成果还可推广到全省高速公路其他类似桥梁、隧道、高边坡、危险路段的高填路基的形变位移监测中，具有显著经济效益和社会效益。