高墩桥墩顶位移现场监测系统的研发

摘要

本文首先阐述了对向家坡立交桥Ⅳ匝道10号高墩顶端位移进行监测开发一套现场监测系统的重要意义,分析了国内外高墩位移监测的各种手段,进而提出了利用倾斜传感器为手段进行探索的优点和可能性.在挠度力学模型的理论基础下,推导了倾斜角度与桥墩位移的关系方程,为利用倾斜传感器测量桥墩位移奠定了理论基础.根据监测要求以及向家坡立交桥的具体环境,对现场监测系统进行了总体的分析和设计.整个系统采用了两层监控物理网络,利用了现场总线和以太网络技术,为系统实现现场监测和并入上层信息系统奠定了基础.与此同时,根据功能需求,在软件体系上设计了各功能模块实现采集、存储以及数据传输的需要.

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1引言

1.2高墩桥墩顶位移监测的国内外现状

1.2.1激光挠度仪

1.2.2电子全站仪

1.2.3全球定位系统GPS

1.2.4倾斜传感器

1.3论文的主要研发内容

本章小结

2倾斜传感器测量墩顶位移的原理分析

2.1倾斜角与位移关系的原理分析

本章小结

3向家坡立交桥监测系统的总体方案设计

3.1向家坡立交桥监测布点设计与要求

3.2监测网络框架及硬件的总体设计

3.3现场监测系统软件总体设计

3.3.1系统软件功能设计

3.3.2系统软件体系结构设计

本章小结

4系统硬件集成

4.1系统组件功能及接口性能

4.1.1倾斜传感器

4.1.2采集模块

4.1.3工控机的核心模块

4.1.4其它组件

4.2系统抗干扰设计

4.2.1提高RS-485通信可靠性设计

4.2.2系统设备的屏蔽与接地

本章小结

5系统软件设计

5.1系统软件开发环境

5.2 TCP/IP通信模块

5.2.1层次结构

5.2.2数据结构

5.2.3接口设计

5.2.4过程设计

5.3现场设备通信控制模块

5.3.1硬件接口

5.3.2过程设计

5.4时钟模块

5.4.1硬件接口

5.4.2过程设计

5.5存储空间管理模块

5.4.1硬件接口

5.4.2数据结构及存储空间分配

5.4.3过程设计

5.6主程序控制应用模块

5.6.1主控调度程序

5.6.2定时采集子程序

5.6.3动态采集子程序

5.6.4数据管理子程序

5.6.5其它应用子程序

5.7现场系统远程控制接口设计

本章小结

6监测系统的实验及应用

6.1实验室调试实验

6.1.1实验室监测系统的搭建

6.1.2系统功能及稳定性测试

6.1.3倾斜传感器性能测试

6.2系统现场应用

6.2.1现场安装调试

6.2.2墩顶位移数据分析

6.2.3墩梁各测点温度和12号墩梁错位监测

本章总结

7全文总结

致谢

参考文献

附录

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