大型桥梁转体监测系统产品系统

桥梁转体施工监控对转体过程至关重要，可以保证桥梁转体顺利且桥梁应力、线性符合设计标准。本系统采用在线监测系统能够实时监测桥梁转体过程中的实际偏差，保证桥梁转体施工更准确、更安全，提高桥梁施工的控制水平具有显著意义。

将信息化技术引入到桥梁转体施工监测和控制领域，以武忻高速上跨柳南铁路客运专线立交桥转体施工桥梁为背景，对转体施工监控方案设计及监测控制实施进行研究，研究的主要内容如下：
（1）结合转体施工监控工作内容，研究桥梁转体施工监测控制系统，分析监测控制系统构成及相互关系，结合工程实例反映系统部分构成。
（2）选择各项数据监测所需的传感器，并验证各项技术指标在监测控制系统实现中的可行性。
（3）选择控制所需的设备，并验证通过信息系统对设备进行控制的可行性。
（4）选择并验证设备与系统之间的网络通信方案，制定有效的施工过程中部署监测控制系统的组网方案。
（5）基于C#平台，结合自动化和通信技术，搭建C/S架构的监控信息可视化平台，将实时监控画面、转体模拟动画、监测数据、等信息集成于同一界面，使得多角度地监测桥梁转体施工过程；提供对桥梁称重、桥梁转体控制的监控平台，使得施工人员能够直观有效的下达各项指令。

为了能使桥梁转体施工监控工作及流程更为清晰，方便监控管理，设计适用于桥梁转体施工的监控系统。监控系统包含以下构成部分：施工现场、工控机监测控制、通信服务器、操作机以及大屏展示。
（1）施工现场：包括压力传感器、倾角传感器、拉线传感器、应力传感器等各种数据采集传感器，以及用于施工之前获取相关数据的称重设备、用于牵引桥梁转体旋转的牵引设备、用于控制桥梁转体平衡的平衡小车设备和现场多个远程可控制摄像头等。各种传感器和控制设备需要按照专用的通信总线方式与监测控制工控机连接，在监测控制工控机上收集到各路监测数据后进行计算处理。
（2）监测控制工控机：监测控制工控机用来采集底层传感器的数据，同时将采集到的数据进行数字值到物理值的转换，计算出监测项的实际物理值，并将最终物理值通过无线MQTT协议传送到通信服务器上，以便在上位机上进行展示和处理。同时，上位机通过无线MQTT协议亦可将对底层设备的控制命令传输到牵引设备和小车上，实现对桥梁转体的旋转控制、平衡控制等操作。
（3）通信服务器：系统中采集数据频繁，数据量不大，基于此场景，选择采用当前物联网技术中的MQTT通信协议，开发通信服务器，工控机与通信服务器建立连接，采集到传感器的各项指标数据后通过MQTT客户端将数据上传到服务器，再由服务器发布到大屏端和操作端。
（4）大屏展示：将施工现场的监控画面在大屏实时展示，可同时展示桥体两端和桥下转体刻度三路视频监控信号。同时基于服务器发布的传感器实时数据，通过动画模拟展示当前转体施工的场景和姿态。
（5）操作机：操作机可通过各种图表展示服务器发布的传感器实时数据和变化趋势，方便为施工操作人员提供各项数据支持；同时操作机集成了对称重设备、转体牵引设备和姿态平衡设备的控制操作，根据操作人员的操作将指令通过网络传输到服务器，再由服务器下达到工控机，由工控机发送到设备的PLC程序。