摘要：鉴于城市曲线钢箱梁结构受力和变形复杂，为保障结构施工安全和质量，应用应变传感器、位移传感器结合数据集成采集系统，对桥梁施工过程关键位置处的应力和变形进行了远程实时监测，形成曲线梁桥施工自动监控技术。
关键词：曲线钢箱梁桥；施工力学行为；安全控制；智能监测系统
城市曲线梁桥施工安全自动监测系统与传统监测方法的差别在于系统的实时性、自动化、集成化和网络化。在线监测系统包括传感器优化及布置子系统，数据采集与处理及传输子系统、结果展示子系统。本系统的最终用户是桥梁施工监测人员，他们需通过该系统，能够及时准确地了解桥梁结构的施工力学状态，结构状态的分析结果可为桥梁安全施工提供依据。
1系统设计思想
本系统采用B/S架构，用户不需要安装客户端，通过浏览器即可访问服务器，B/S有以下特点：B/S结构即浏览器和服务器结构。它是随着Internet技术的兴起，对C/S结构的一种变化或者改进的结构。在这种结构下，用户工作界面是通过WWW浏览器来实现，极少部分事务逻辑在前端(Browser)实现，但是主要事务逻辑在服务器端(Server)实现，形成所谓三层3-tier结构。这样就大大简化了客户端电脑载荷，减轻了系统维护与升级的成本和工作量，降低了用户的总体成本(TCO)。B/S结构最大的优点就是可以在任何地方进行操作而不用安装任何专门的软件。只要有一台能上网的电脑就能使用，客户端零维护。系统的扩展非常容易，只要能上网，再由系统管理员分配一个用户名和密码，就可以使用了。B/S建立在广域网之上的，不必是专门的网络硬件环境,例如电话上网，租用设备，信息管理，有比C/S更强的适应范围，一般只要有操作系统和浏览器就行。B/S建立在广域网上，面向不同的用户群，分散地域，这是C/S无法做到的，与操作系统平台关系最小。
2系统开发流程
本系统采用智能客户端技术模式，数据存储在服务器端，客户端通过浏览器访问数据，其关键技术包括：监测数据的准确性和完整性；结构状态预警及评估算法；系统后期的维护和完善。借鉴开发管理系统的经验，本系统的开发，采取了生命周期法和系统原型法相结合的系统开发模式，并提出了本系统的流程，见图1。
3系统实施
3.1数据处理与评估。该系统进行数据的分析和查看，使用户在能够连接网络的地方就可以了解支撑系统的运营状态。它包括两部分：数据处理与评估系统、系统管理。该系统先对实测数据进行后台处理分析，再将这些实测信息与设定的限值信息相比较，以评估曲线梁桥施工安全自动监测体系安全状态。在实际监测中，采集到的信号总是包含干扰的，按干扰来源分，可分为环境扰动和内部扰动。针对曲线梁桥施工安全监测来说，传感器的数据修正主要为温度修正。3.1.1数据转换是指将修正后的数据转换为可直观反映曲线梁。桥施工安全自动监测体系状态的数据形式。3.1.2状态评估。在线监测系统得到结构的稳定性状态评估后，可将该评估结果报告给桥梁施工的管理者和建设者，以作为后续施工阶段施工的指导依据。根据各类型传感器测量到的数据，对曲线梁桥施工状态进行全面评价，下面对各个不同监测目标的具体监测方法进行介绍。3.1.2.1应变监测。对于曲线梁桥施工安全监测工作来说，在梁体、支架、桥墩上安装应变传感器，应变传感器可以直观的反应结构各部位的应变信息，根据传感器所在位置的材料特性，可快速计算得到构件的应力信息。对于应变传感器的正常使用范围和异常状态范围的确立来说，一般为根据传感器所在构件的材料特性，计算得到该构件在正常施工荷载时的应变情况，和该构件在接近破坏状态时的应变情况，将正常使用荷载产生的应变和材料破坏时所产生的应变，分别作为应变传感器的正常、危险使用限值。3.1.2.2位移监测。对于曲线梁桥施工安全监测中，位移计通常安装在支座上，测量箱梁与支座的相对位移。
3.2用户界面设计用户界面主要提供结构监测及综合管理系统的人机交互界面，其主要功能有如下三种：一是桥梁监测工作的日常维护人员可以利用该界面查阅数据或进行数据库的维护操作；二是管理人员通过该界面完成整个系统的所有用户操作及查看所有提供给用户的结果；三是远程专家通过本系统对中心数据库进行远程访问，并且根据专家的经验对较为难以判断的状态进行评判。不同角色的用户根据权限可以查询、录入或修改保存在远端服务器上的数据，而服务器会根据用户的请求，将相应的数据通过网络传送到智能客户端，然后在客户端以图文并茂的形式将数据展示出来，展示的数据包括原始采集数据、修正后数据、结构状态信息、预警结果等。
3.3技术架构设计。城市曲线梁桥施工安全自动监测系统架构设计主要考虑了如下的几个关键因素：3.3.1总体性能优化原则。性能优化原则是系统架构设计需要遵循的重要原则之一。性能不仅仅要考虑单机的性能，还要从整个系统出发来考虑总的综合的性能指标。性能的考虑从以下几方面入手：内存管理、数据库管理、负载均衡、系统接口、关键算法等。3.3.2可扩充性。系统的升级换代是软件不变的规律，当软件在进行升级、扩容时，系统架构需要能够支持，无修改扩充。3.3.3系统可靠性原则。系统遵循高可靠性原则，从系统的可靠运行和系统故障发生后系统数据的可靠恢复两个方面设计系统架构。3.3.4开发可管理性。开发的可管理性原则要考虑项目组人员的分工合作，配置管理的方便性，人员流动对项目组的冲击，尽可能减少项目管理的压力。3.3.5可维护性。系统的可维护性和架构设计息息相关，无论是在开发调试还是在系统运行时确保做到轻松准确定位出错误的位置，这将极大减少开发维护的工作量。架构设计基于可维护性的原则展开。城市曲线梁桥施工安全自动监测系统为典型的多层架构，将系统划分成多个层次，每一个层次完成的功能单一，从而使得系统架构更加清晰明了。该系统的基本结构主要划分为表示层、业务层和数据层三层。表示层是面向最终用户的交互接口；业务层包括业务处理对象、业务实体对象；数据层包括数据处理对象，层次结构如图2所示。
3.4控制系统的应用。为了配合桥梁管理与施工人员方便使用，在曲线梁桥施工安全自动监测稳定性监测阶段能快速查找项目的基本信息，在本模块中添加了控制系统常用的如项目编号、项目地址、项目立面图、项目描述等信息，如图3所示。
4结语
城市曲线梁桥施工安全自动监测系统作为在线监测系统的组成部分，需对传输来的数据进行分析，得到结构状态信息，再将这些实测特征值与对应的设定限值进行比较或计算，实现曲线梁桥施工安全自动监测体系结构实时监测。
参考文献：
[1]韦玉国.基于BIM的装配式建筑监理质量安全控制探讨[J].砖瓦,2020(04):81-82.
[2]陈跃.市政工程基坑开挖施工技术探讨[J].砖瓦,2020(07):176-177.
作者:李冰 潘慧杰 单位:中电建路桥集团有限公司 郑州理工职业学院
