监控波尔图新的 400 米地铁桥

独特的施工挑战 Challenge

费雷里尼亚桥（Ponte Ferreirinha）的设计面临多项重大结构挑战。其 428.60 米的主跨需要河床外的支撑以保护环境，这使得荷载分布和地基设计更加复杂。陡峭的河岸和附近的建筑物限制了桥墩的位置，要求采用侧跨较大的高效框架结构。大桥细长、高 75 米、可变深度的预应力钢筋混凝土上部结构由长斜支撑支撑，必须在风力、地震力和高压缩力作用下保持稳定。施工采用了平衡悬臂技术和临时缆索支撑，同时最大限度地减少了对杜罗河和周边基础设施的干扰。

结构健康监测为何重要

复杂结构的建造需要借助能够提供持续监控的在线系统进行不间断监测。在此背景下，结构健康监测（SHM）系统具有以下几项关键优势：

• 安全第一：检测异常偏移、振动或电缆张力，保护工人和设备的安全。
• 施工支持： 引导悬臂节段的安全推进和临时拉索的张紧。
• 节省时间和成本：及早发现过应力或偏差，防止延误和代价高昂的返工。
• 设计验证：确认桥梁在各种荷载、风力和地震力作用下的表现与预测一致。

实施强大的 DAQ 系统

为了实现这些优势，项目方咨询了Gantner Instruments在葡萄牙的合作伙伴PerfectDecibel，委托其设计一套能够满足该项目严苛要求的数据采集（DAQ）系统：

• 可扩展性：由于施工分五个阶段进行，DAQ 系统必须随着新结构元素的完工而无缝扩展。
• 分布式覆盖：DAQ 模块需要靠近分布在几百米范围内的传感器安装，从而最大限度地减少电缆长度，降低噪声拾取。
• 连续运行：系统必须全天候自主运行，确保在不同的环境和施工条件下进行可靠的监控。

技术要点

该系统具有 200 通道 Q.bloxx 设置，可监测应变、位移、温度和加速度。它利用每个通道上的 24 位 ADC，对多种传感器类型进行分布式时间同步测量。每个模块都包括预先设计的信号调节、多种滤波选项和三路电隔离，以确保数据稳定、无干扰。

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。

光纤通信可实现分布式测量，应变、位移和温度采样率为 1 分钟，振动采样率为 100 赫兹。振动线传感器通过 Modbus 进行集成，数据在本地存储，并持续发送到远程服务器进行实时监控和分析。

有了 Gantner Instruments DAQ 系统，工程师可以根据数据做出决策，确保安全、高效的施工，同时保护工人、设备和波尔图的标志性天际线。

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