一、 项目概述

大型桥梁，如斜拉桥、悬索桥，自20世纪90年代初期以来在我国如雨后春笋般地发展。这种桥梁的结构特点是跨度大、塔柱高，主跨段具有柔性特性。要真正实现桥梁安全监测之目的，了解桥梁的变化情况，还必须及时测定其几何量的变化及大小。

山东滨州黄河大桥全长14.77km，设计行车时速120km/h，桥宽32.8m，按双向四车道高速公路标准建设。其中主桥长768m，引桥总长930m，北岸接线长9.533km，南岸接线长3.539km。大桥中塔高125m，两座中塔各有52根斜拉索，最长的达220m。小塔高75m，每座有24根斜拉索。主桥共有122棵基桩，其中，中塔的一个柱子下面就有25个直径1.5m的基桩。

本项目用拓普康HiperM和GB-1000接收机在滨州大桥上建立监测点，采用岩石科技RocMonitor软件进行数据采集实时定位，实时监测大桥健康状态。

图1

二、 监测方案

整个监测系统由传感器子系统、数据传输子系统、数据处理与控制子系统及辅助支持子系统组成，传感器子系统与数据中心子系统通过有线或无线的数据通讯方式有机连为一个整体，从而将GPS接收机原始观测值实时传输到控制中心，同时控制中心能够实时解算GPS监测数据并能远程控制各个监测设备。

整个监测系统结构图如图2所示。

1、监测硬件

拓普康Hiper-M接收机（静态精度：平面3mm+1ppm，高程5mm+1ppm，RTK精度：平面10mm+1.5ppm，高程20mm+1.5ppm）

图3

拓普康GB-1000接收机（静态精度：平面3mm+0.5ppm，高程5mm+0.5ppm，RTK精度：平面10mm+1ppm，高程15mm+1ppm）

图4

2、解算软件

RocMonitor变形监测数据解算软件见图5。

图5

三、 项目实施

1、测点布设

滨州黄河大桥变形监测在桥体上架设5个监测点，在监控中心附近架设1个基准点。

GPS基准点也可以称为连续运行参考站，它是整个大桥位移监测的基准框架，一般一个GPS参考站能够覆盖5km以内的监测点，鉴于大桥的情况，设置一个参考站，为了保证监测系统稳定可靠，参考站需与大桥控制点进行联测，以实现监测坐标与大桥坐标的统一，同时校准参考点是否会发生位移。

在大桥的淄博方向、滨州方向的跨中和塔顶架设GPS监测点。bzsy、zbsy、zbxy 3个监测点用GB-1000接收机。td、bzxy、参考站架设的是Hiper-M接收机。GB-1000直接用网线接入光纤，HiperM用MOXA模块接入光纤然后汇总到监控中心。如图6所示。

图6

2、观测箱安装

观测箱安装如图7所示。

图7

3、监控室建设

监控室建设如图8所示。

图8

4、软件运行

软件运行界面如图9所示。

图9

图10是跨中监测点的三维变形量，点位于大桥跨中位置，车辆经过桥面时，震动比较明显，主要体现在垂直方向的变化量。

图10

图11是滨州大桥塔顶GPS监测点曲线图，塔顶主要受风的影响，水平方向摆动较明显。

图11

如上所示，滨州大桥监测点位的的曲线符合实际变化趋势。

四、 结论

在山东滨州黄河大桥变形监测工程中应用的拓普康Hiper-M GNSS接收机、GB-1000 GNSS接收机和RocMonitor监测软件组成的监测系统，可以在无人值守的情况下7x24h自动运行。在监测工程中，无论是两款GNSS接收机，还是监测软件RocMonitor，都表现出优越的品质。整个RocMOS监测系统在桥梁监测中突出表现以下几个特色：

与传统的监测手段相比，利用GPS定位技术构建的高精度、全天候、自动化、无人值守的实时监测网络系统，实现了大桥监测的自动化，极大地提高了监测效率。

（1）集成度高

整个监测系统高度集成、结构清晰、维护方便。

（2）监测精度高

算法先进，实现单历元毫米级高精度连续解算，确保毫米级监测精度。

（3）实时性强

20HZ连续高速精密数据采集，可全天候作业，真正实现连续实时观测。

（4）自动化程度高

可以完全实现远程监测，远程控制、远程下载数据，方便实现预警信息发布；操作简便，无需进行手工重复劳动，节省了大量人力物力。