一、  項目概述

杭州望江路隧道，北起上城區(qū)規(guī)劃秋濤高架-望江東路接地點，南至濱江區(qū)江南大道，總長約3.6公里。在江北段的明挖段內(nèi)，有供給主城區(qū)的兩條早建且結(jié)構(gòu)薄弱的220KV高壓電力管廊。傳統(tǒng)的人工全站儀或者普通傳感器監(jiān)測已經(jīng)無法滿足電力管廊的實時監(jiān)測及聯(lián)動頂升要求。

二、項目亮點

      系統(tǒng)采用了動力水準(zhǔn)儀、邊緣計算技術(shù)及液壓千金頂集群動態(tài)控制技術(shù)，實現(xiàn)了在大型施工機械振動干擾，千斤頂動態(tài)頂升過程中的動撓度的實時監(jiān)測及撓度反饋閉環(huán)控制功能。讓電力管廊的撓度在施工過程中，始終保持在±1mm以內(nèi)。避免頻繁的停工整改。

      該技術(shù)已經(jīng)申請了專利《一種基于物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)位移實時監(jiān)測及自適應(yīng)補償系統(tǒng)》，專利號：CN202010217470.9。

三、常規(guī)保護(hù)方案的不足

      常規(guī)的保護(hù)方案是在電力管廊兩側(cè)安裝貝雷架組成的鋼便橋。從管廊底部穿過工字鋼架在鋼便橋的梁上，托起電力管廊。當(dāng)貝雷架受力時，將產(chǎn)生一定的撓度。在安全范圍內(nèi)的正常撓度變形對鋼便橋是安全的。但由片石砌筑的電力管廊來說，此撓度可能帶來結(jié)構(gòu)的碎裂解體，導(dǎo)致管廊內(nèi)的高壓電纜爆炸等事故。因此必須對貝雷架過大的撓度進(jìn)行反向補償，保證電力管廊的撓度變形在容許范圍內(nèi)。

四、監(jiān)測控制系統(tǒng)介紹

      本監(jiān)測項項目不僅需要對兩跳220KV的高壓電力管廊進(jìn)行實時在線監(jiān)測，還需要對電力管廊進(jìn)行聯(lián)動頂升補償。一旦監(jiān)測數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤差時，極有可能導(dǎo)致補償系統(tǒng)補償不足或者過度補償?shù)那闆r。

      電力管廊實時監(jiān)測預(yù)警及聯(lián)動補償系統(tǒng)由前端監(jiān)測傳感器、控制執(zhí)行設(shè)備、智能物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、遠(yuǎn)程傳輸、物聯(lián)監(jiān)測云平臺和后端軟件組成。

4.1 系統(tǒng)主要功能

①實時監(jiān)測：對鋼橋的撓度、偏轉(zhuǎn)穩(wěn)定度進(jìn)行實時監(jiān)測；

②異常預(yù)警：當(dāng)數(shù)據(jù)異常時，系統(tǒng)自動發(fā)送短信和疊加了數(shù)據(jù)的現(xiàn)場照片到手機上，對相關(guān)負(fù)責(zé)人員進(jìn)行分級預(yù)警，便于緊急時人工干預(yù)，控制事態(tài)；

③聯(lián)動頂升：通過液壓千斤頂群組對撓度進(jìn)行實時反向補償，保證電力管廊的下沉變形量始終在允許的安全范圍之內(nèi)；

④無人值守：整個系統(tǒng)采用無人值守自動運行的方式工作，避免人員疲倦麻痹帶來的疏忽；       

⑤自動生成報表：在整個監(jiān)測周期內(nèi)，每個監(jiān)測點的數(shù)據(jù)和每個千斤頂?shù)捻斏龜?shù)據(jù)自動上傳物聯(lián)監(jiān)測云平臺，經(jīng)過服務(wù)器對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理，分別以日、周、月為單位自動生成報表對測點的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理報表。

4.2 系統(tǒng)特點

? 數(shù)據(jù)的采集和使用實現(xiàn)了全自動閉環(huán)，系統(tǒng)自動干預(yù)控制現(xiàn)場

? 新型傳感器具備采集數(shù)據(jù)和控制功能，可控制設(shè)備做緊急干預(yù)

? 開放式對接各種傳感器，傳感器驅(qū)動程序可云端下載到網(wǎng)關(guān)

? 分級預(yù)警，最低人工干預(yù)，使用簡單、安全可靠

4.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

      在鋼橋的關(guān)鍵位置上部安裝固定千斤頂?shù)闹ё?，千斤頂上部頂起工字鋼做的上橫梁。上橫梁通過拉桿連接到下穿電力管廊的下橫梁工字鋼上。電力管廊的重力通過下橫梁工字鋼– 拉桿-上橫梁工字鋼-千斤頂—鋼橋—橋墩進(jìn)行傳遞支撐。

4.4 監(jiān)測測點布設(shè)

4.5 設(shè)備選型

本項目中主要用到高精度動力水準(zhǔn)儀、靜力水準(zhǔn)儀、振弦式應(yīng)變計、高精度傾角傳感器、荷載傳感器、拉線位移傳感器、加速度傳感器、圖像采集器、智能物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、電磁閥、油泵、千斤頂、工字鋼等輔材、安銳測控云平臺等。

五、項目實施難點

1、電力管廊底部與托舉工字鋼的接觸面有片石存在，并不平整，類似肩挑扁擔(dān)的受力形式。增加了算法計算的難度。

2、整個系統(tǒng)是非靜定的彈性系統(tǒng)，對位移補償算法及實時邊緣計算能力提出了較高要求。

3、系統(tǒng)是多支撐的結(jié)構(gòu)，一個千斤頂?shù)捻斏龝绊懙秸麄€系統(tǒng)的變形，需要實時計算并動態(tài)控制其他千斤頂?shù)捻斏?/span>

4、中部支撐的格構(gòu)柱在施工階段由于基坑底部隆起會導(dǎo)致向上的抬升，需要算法進(jìn)行判斷。

六、使用效果

    系統(tǒng)經(jīng)過長達(dá)4個月的施工階段使用，正常穩(wěn)定進(jìn)行。期間千斤頂?shù)捻斏谐套畲筮_(dá)到了300mm，電力管廊的撓度變化值穩(wěn)定在5mm內(nèi)。期間經(jīng)歷了開完階段的撓度下沉，基坑開挖后中部格構(gòu)柱的基地隆起帶來的上撓度。系統(tǒng)均全自動調(diào)整千斤頂?shù)捻斏谐套詣舆M(jìn)行補償。

      運行期間發(fā)生工地用電跳閘等現(xiàn)象，系統(tǒng)自動啟動備用電源的同時通過短信、APP等分級向相關(guān)人員報警，及時的處理了跳閘，保證系統(tǒng)電源的正常。

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