高速铁路桥梁基础沉降远程无线监测技术及应用

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1、总第6期高速铁路桥梁基础沉降远程无线监测技术及应用高速铁路桥梁基础沉降远程无线监测技术及应用史雪峰。，陈开利，钟继卫，朱世峰。(1．中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司，湖北武汉430034；2．桥梁结构安全与健康湖北省重点实验室，湖北武汉430034)摘要：目前我国高速铁路大部分建在桥梁之上，桥梁法，选取GPS监测基准点，建立GPS控制网，通过基础沉降的连续监测对于高速铁路列车的运营安全及乘坐平差及数据冗余的方法对桥梁基础沉降进行定期监舒适性均有重要的现实意义。基于国内对高速铁路桥梁基测，测量精度可以达到5mm+lppm，甚至更高

2、。础沉降实时监测尚无有效监测手段的现状，提出了一种基于GPS法通常用于铁路桥梁施工控制过程中，由于需液一气耦合微压差位移传感器和GPRS无线传输技术为核要人工干预和分析，因此无法进行连续监测，且心的高速铁路桥梁基础沉降远程无线监测系统。测试结果GPS实时测量竖向精度为20mm+1ppm，不能满表明，该系统可以满足对高速铁路桥梁基础沉降连续远程无线监测的需要。足桥梁基础沉降监测精度及连续监测的需要。(2)全站仪法。全站仪法主要是通过在各个监关键词：桥梁基础；沉降；远程无线监测；微压差位移传感器；GPRS测点安装棱镜或标记点的方法对监测点进

3、行定期测量，并与基准点的值进行换算后得到各监测点的沉降值。该方法已广泛应用于施工控制过程中，但由1前言于需要多次转站操作，且测量精度与操作人员的理为适应社会、经济快速发展的需要，近年来高速论水平与操作经验有关，测量过程中引入的人为误铁路建设突飞猛进。合武、武广、郑西高速铁路建设差很难控制，因此测量精度不高且效率比较低。同并投入运行，有力地促进了区域经济的高速发展。时，监测过程中需要人工干预且测量精度不高，亦无京沪、石武等高速铁路亦在紧张施工中。法满足高速铁路桥梁基础沉降连续实时监测的需要。目前国内高速铁路的运行速度一般均在200综上，针

4、对目前尚无有效的监测方法能够满足km／h以上，武广高铁的运行速度高达350km／h。高铁运营过程中对桥梁基础沉降的连续实时监测的由于高速铁路线路一般均较长，大部分路段都以桥现状，提出了一种基于液一气耦合压差位移传感器梁的形式通过，且很多线路位于沉降区内，而高速铁和GPRS无线传输技术相结合的高速铁路桥梁基路对轨道的平顺性都有非常高的要求，即对桥梁的础沉降远程无线监测系统。基础沉降提出了极高要求。因此深入研究桥梁基础沉降对高速铁路列车的运营安全及乘坐舒适性具有3远程无线监测系统非常重要的现实意义_】矗J。高速铁路桥梁基础沉降远程无线监测系

5、统由位移传感器、GPRSDTU、无线通信网络和监控中心2高速铁路桥梁基础沉降监测常用方法组成。系统工作原理为：桥梁现场位移传感器输出高速铁路对路基的要求极其严格，为避免引起数字信号后，由无线传输模块(GPRSDTU)依次进列车与线路剧烈地相互作用及线路频繁的养护维行TCP封装一IP封装，并将监测数据发送到GPRS修[3]，对其进行实时监测具有重大的现实意义。目网络，通过路由和网关，最后经由Internet网络以前对高速铁路桥梁基础沉降的监测主要有GPS法TCP／IP传输协议传输到监控中心绑定公网固定IP和全站仪法。的服务器上，通过局域网

6、内NAT端口映射技术将(1)GPS法。GPS法通常采用静态测量的方其映射到数据中心服务器上。监控中心通过控制管收稿日期：2011-03—29作者简介：史雪峰(1983)，男，助理工程师，2005年毕业于中国地质大学电子信息工程专业，工学学士，2008年毕业于中国地质大学通信与信息系统专业，工学硕士。2桥梁检测与加固2011年第1期理软件对发送过来的数据实行统一的控制管理，监该系统在各测点端部密闭较小体积的气体，同控中心也可以向桥梁现场位移传感器发送各种指令时由于各气柱调节器及液体调节器的辅助作用，使来控制监测点的运行，系统组成框架如图1

7、所示。得在整个测试全过程中，连通管内液体处于准静止状态，有效克服了因管壁与液体之间的相对流动而产生的粘滞阻尼力及毛细效应，以提高测量精度l4]。3．2GPRS无线传输技术3．2．1GPRS无线网络简介GPRS(GeneralPacketRadioService)是一种无线高速数据传输技术，是在现有GSM网络基础上叠加的一个新的网络，能给用户提供端到端的、广图1系统组成框架域的无线IP连接。它以分组交换技术为基础，用户该系统的特点有：①测量精度高。测量精度可通过GPRS可以在移动状态下使用各种高速数据达0．1mill。②组网简单。桥梁现场

8、只需要安装位业务。GPRS具有传输速率高、永远在线、快速登移传感器和GPRSDTU，无需额外的设备。③远录、按量收费和高速数据传输E5]等优点，非常适合于程无线传输。只要现场有GPRS信号，传输距离不实时性