地铁运营期结构监测预警系统
2015-03-07

    系统简介    


地铁运营在线监测系统是利用传感器技术、信号传输技术,以及网络技术和信息收集解算技术从宏观、微观相结合的全方位角度,来监测影响地铁运营施工安全的关键技术指标,记录历史、现有的数据,分析未来的走势,以便辅助监测运营单位决策,提升安全保障水平,有效防范和遏制重特大事故发生。

系统依托智能软件系统,建立分析监测预警模型,实现与短消息平台结合,当发生异常时,及时自动发布短消息到监测管理人员的手机上,尽快启动相应的预案

监测重点部位的选择和监测内容


重点监测位置
  
 由于地铁运营呈带状分布,距离非常长,全线健康监测不仅投资巨大,所以不太符合现实情况。因此,需要合理地布置重点地铁运营内各个监测部位,从而在有限的监测点当中,顺利地获取到反映运营地铁运营结构健康安全状况的各项关键信息。根据理论分析和以往的经验,一般对地铁的以下主体部分进行重点监测,掌握重点位置的结构变形情况:
(1)车站与区间衔接处的差异沉降;
(2)城轨交通穿越河流、不良地质地段的地铁运营区段的特殊沉降;
(3)既有地铁运营与新建地铁运营衔接处的差异沉降;
(4)区间联络通道附近衔接处的差异沉降;
(5)城轨交通沿线有高大建筑或工程正在施工的地段对地铁运营的影响;
(6)本线与后建设的城轨交通线路交叉点附近地段对本线地铁运营的影响;
(7)高架桥地段的墩台沉降、梁体的挠曲变形;
(8)地铁运营、高架桥与路基的过渡段的差异沉降;
(9)城轨交通穿越国家既有铁路对地铁运营的影响。

合理地进行监测断面的选择要考虑以下几点:地铁运营沿线的地层变化状;地铁运营地基的承载力、基础的内砂石土的液化情况、水压、土压、地铁运营进出洞口段、纵坡变坡点以及变形缝设置等的分布;地铁运营的结构应力、应变、受力和结构变形的纵向、横向分布。根据以上几点综合考虑,从而确定监测断面位置。

监测断面上的传感器布设以地铁运营结构的横断面计算为依据,考虑各监测断面荷载特点和横向分布,对管片衬砌主体结构与地层的相互作用关系,对管片结构内力分布和断面变形等进行分析,共8个监测参数和相应采用的监测仪器,见表

运营地铁运营结构健康安全监测内容及仪器

监测类别

监测内容

监测仪器

几何形变类

地铁运营拱顶沉降

激光测距传感器

地铁运营结构竖向位移

静力水准监测系统

地铁运营管片收敛

激光测距传感器

轨道差异沉降

电子水平尺

结构裂缝

电子裂缝计

车辆段(场)内单体建筑、主变电站单体建筑、车站结构物不均匀沉降

静力水准监测系统

结构反应类

管片混凝土应变

表面应变计

在确定监测重点部位的基础上,确定各监测参数及具体测内容,充分考虑运营地铁运营的结构特点以及会造成其损伤的模式,重点监测与分析引起地铁运营结构变形或受力变化的特殊地段,例如:水文、地质等环境与条件,以此作为监测参数和内容的参考依据并进行对其进行科学合理地优化。

 

地铁运营结构健康监测示意图

    系统组成     


系统由传感器、数据采集装置、无线信号传输装置、中心信号接收及处理装置、机房及计算机软件系统、组成。

系统建立开放的数据接口,通过专线或网络或带宽允许的情况下走公用互联网,接入或远程查看支持远程专家会诊。

    系统功能     


现场数据通过无线GPRS发射装置发送到监测中心PC,软件自动对测量数据进行换算,直接输出监测物理量利用网络进行数据传输或者内部局域网方式,完成对传感器数据的采集和监测。软件可设置上限报警命令,手机短信报警能够时时掌控,PC 接入INTERNET网络就可进行数据采集和监测。



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