诺维萨德新建的Zezelj大桥（正在建设中）

带有472个传感器的监控解决方案长时间监控桥梁性能

Žeželj 大桥是多瑙河上的拱桥，用于连接塞尔维亚诺维萨德的铁路和公路交通。建于1961年，由着名的土木工程师 BrankoŽeželj 设计。

不过在1999年北约爆炸事件中，这座桥遭到12次轰炸，最后在多次打击后，于1999年4月23日被摧毁。这是诺维萨德的最后一座桥梁，即“高贵的铁砧”。

Žeželj 大桥正在重建，预计到2017年底将完成施工。其设计将与旧桥类似，但材料将由钢拱结构构成。长达474米，将承载两条铁轨，两条机动车车道，两条自行车和行人专用道。

欧盟正在参与该项目的资助，因为它是巴尔干各国和欧盟的重要运输线。

现代设计需要更高效的监控系统

铁路和交通桥梁的行为需要复杂的监控系统，由于负载的类型和强度不同，桥梁结构安全在日常生活中非常重要。

土木工程与大地测量部（FTN - 诺维萨德技术科学院）与TRC PRO（技术研究中心）长期合作，一直使用HBM 测量技术。

结构健康监测 包括观测，数据采集，传输和分析。目标是形成一个跟踪桥梁结构状态的数据库，以确定桥梁的安全和性能（承载能力，刚度，适用性和耐久性）的任何潜在恶化。

桥梁关键区域

该项目采用分布式多通道配置，对关键区域进行永久监控：

• 实验应力分析（耐久性试验）：4个中跨带，8个支撑区;

• 吊架强力测量：12个吊架;

• 垂直位移：12个中跨带和8个支撑区;

• 纵向位移：4个支撑区;

• 倾角：12个中跨带和9个支撑区;

• 加速度，频率和阻尼参数：12个中跨带和9个支撑区

• 桥梁结构中的温度测量：12个中跨带和9个支撑区。

总共安装了 472 个传感器:

• 在桥梁的14个区域安装了 328个 HBM 应变片 应变片（LY41系列）（实验应力分析）

• 80个力传感器（吊架力监测）

• 4个可移动支撑部分中安装了12个位移传感器（用于水平位移）

• 在20个结构和一个中心区安装32个双轴倾斜仪（用于双轴倾斜和加速度测量，垂直位移）与嵌入式三轴加速度计和温度传感器。

• 在测量点直接进行调整
  
  

        支撑区结构和监控细节

可靠的传感器技术

用于测量的基本设备是应变片，其直接黏贴到桥梁结构上或作为力传感器中的感测元件。基于应变的传感器具有长期稳定性高的优点。这在桥梁项目中很重要，因为在桥梁的整个生命周期中不可能停止运行，并重新校准。

除此之外，本应用中使用的 LY41 系列 应变片具有良好的温度补偿性能，这非常必要，因为桥梁结构面临着多种天气和温度条件。对于数据采集，采用的是 HBM PMX 系统。

安装后，测量点被覆盖以防止损坏和电磁干扰（EMI）。

可在测量点直接调整

测量和数据采集和控制系统必须完成以下几项任务：快速可靠的测量，易于设置，实时计算，诊断，无需额外的软件安装，所有这一切都可以通过PMX测量和控制系统实现。

作为对灰尘和EMI的额外保护，PMX数据采集单元包括电源安装在机柜中，这是一个经济高效的解决方案。

在第一步中，所有信号都以19.2 kHz进行采样，保证了测量信号的高测量带宽和评估。所有调整均通过通过标准以太网接口和内部PMX网络服务器进行处理。

该解决方案提供了极大的好处：可以在安装点或控制室的以太网网络直接进行调整，甚至可以远程完成额外的WiFi可用。所以每个工程师都能够实时了解应用程序和测试状态。内置操作控制防止不安全的操作。

数据存储概念

这些要求捕获了几个任务。对于长期监测，PMX系统的所有数据都将通过以太网传输到数据采集系统，并采用服务器进行评估和控制。作为备份，每个PMX都有一个内部数据记录器，并在其内部存储器中存储带有时间戳的数据。所以以太网网络故障时，测量数据不会丢失。重新建立网络后，可以从每个PMX传输数据站传输到数据服务器。

• 建立状态监测网络

  PMX监控系统运行在长约 500 米的整个桥上。但要获得有价值的测量结果，每个PMX的采样率系统和每个测量通道必须同步。因此，每个PMX系统通过以太网和NTP协议进行同步。另一方面，必须集成NTP服务器，将时间戳发送到网络中的每个PMX设备。

  
  

  该项目中使用的是HBM catman 数据采集软件，它是可视化，存储和事件监控的强大软件。这个软件还包括一个NTP - 同步所有PMX系统的时间服务器。一旦系统设置并运行，同步处于几毫秒的范围内。

  
  

• 强大的实时计算与PMX Smart功能

  在第二步中，所需和相关的信息必须实时计算。这可以通过PMX的智能功能完成。智能功能包括几个数学功能，如计算器，逻辑功能，过程评估以及 PID 控制器功能。

  
  

• 实时诊断与PMX监控系统

  详细而深入的诊断存储在PMX日志文件中。该文件存储在 PMX 内部存储器中。其允许100％覆盖整个测试和测量过程。

  
  

• 数据采集和评估

  可以设置不同的图形用户面板和数据记录器，以进行不同的监视任务。 事件监视系统可通过电子邮件发送或推送通知到移动电话。 可即时反馈桥梁状况，并设置正确的交通标志。

优异结果，优异性价比

由于预算有限，PMX平台由于性价比优异而被选为解决方案。具有以下优势:

• 精度高，分辨率高

• 静态和动态测量

• 传感器通用系统

• 可进行温度补偿

• 带有以太网接口的分布式系统

• 通过 NTP 进行同步测量

• 可进行数据存储的独立操作，并使用HBM catman软件进行远程访问。