二十年可靠的结构健康监测

桥梁工程杰作

25 de Abril 大桥横跨塔霍河，连接里斯本和阿尔马达。这座标志性的悬索桥于 1966 年建成通车，全长 2.3 公里，主跨长 1,013 米，两个边跨各长 483 米。加劲桁架在上层承载六车道的公路交通，在下层承载两条铁路线。刚性梁设计由 1,344 个垂直吊架悬挂，并由四根主缆支撑。由于与美国桥梁公司的关系，这座大桥经常被拿来与金门大桥相提并论，是可靠性、安全性和长期性能至关重要的基础设施的一个明显例子。

结构健康监测的必要性

随着交通流量的增加和大桥的重大升级，对 25 de Abril 大桥的结构要求也大幅提高，因此必须进行先进的结构健康监测。1999 年的扩建增加了额外的道路车道和铁路桥面，将结构置于一个新的运行机制中。为此，我们引入了一个连续监测系统，以密切跟踪结构行为。这种永久性的 SHM 系统已运行了二十多年，可提供实时、高质量的数据，使工程师能够积极保护桥梁的性能、安全性和长期耐久性。

用于长期结构监测的可靠、分散式 DAQ

SHM 系统最初建立在 Gantner Instruments 的 e.bloxx 数据采集 (DAQ) 平台上，专为关键基础设施的长期结构监测而设计。由 210 个传感器组成的网络与分布在大桥上的 13 个同步、分散的 DAQ 子系统相连。这种分散式测量方法将信号调节置于靠近传感器的位置，最大限度地减少了模拟布线，确保了高数据质量。该系统支持多频率数据采集，结合应变计、MEMS 加速度计、倾角计、位移传感器和温度传感器，可捕捉静态和动态行为。光纤通信和 GPS 时间同步可确保整个结构获得精确的高分辨率数据。

升级 Q.bloxx 使 SHM 面向未来

在超过20年的连续运行中，该系统已在桥梁长期监测中证明了其可靠性。它能够及早发现结构变化，支持预测性维护策略，并帮助资产所有者在提高安全性的同时降低生命周期成本。此次成功的部署表明，强大的DAQ系统对于有效监测桥梁及其他关键基础设施的结构健康状况至关重要。

为了确保未来做好准备，该系统目前正在升级至 Gantner Instruments 的 Q.bloxx 数据采集平台。此次升级遵循向后兼容的设计策略，既能让现有的结构健康监测（SHM）系统在不造成中断的情况下实现升级，又能集成先进的数据处理能力、更高的性能和增强的可扩展性。 随着此次升级，4月25日大桥继续在长期结构健康监测领域树立标杆，为土木工程师和资产所有者提供了一套行之有效的解决方案，以确保复杂基础设施在数十年间的安全性、可靠性和性能。

该系统专为自主运行而设计，可作为独立的 DAQ 使用，具有自动开机功能，可独立于 PC 运行，同时管理所有关键任务，包括数据处理、本地存储和缓冲，以确保在整个施工过程中进行连续、可靠的监测。