
装配式 3D 打印赵州桥的智能监测是长期、连续、实时的,所以监测系统要有大容量的存储能力和高速的信息处理能力,这对信息自动采集技术也提出了更高要求。因此装配式 3D 打印赵州桥采用了基于物联网和云平台技术的智能监测系统,实现空天地一体化监测,还开创了打印和传感器设备布设同步进行的先例。这个系统利用物联网技术代替了现有的各种有线传感器,通过布设传感器和全球定位系统等信息传感器设备来进行数据采集,并且选用无线数据传输方式,实现桥梁结构多项指标的数据采集和传输。

桥梁结构监测不可能把所有方面都监测到,所以监测内容的选择一定要突出重点。装配式 3D 打印赵州桥传感器的布设考虑了这些因素:桥梁结构的特点、常见拱桥病害的研究结果、传感器自身的特点以及有限元分析结果。这个项目投入使用后打算对多个指标进行监测,监测内容主要有:应变、挠度、倾角、振动、预应力、裂缝、外观。拱轴线位置是衡量桥梁是否处于健康状态的重要指标,北斗系统可以实现高精度位移监测,所以挠度监测项目采用北斗模块。目前,外观损伤还是以人工目测为主,工作强度大、效率低,对检测人员的专业知识和经验要求高,还存在检测盲区。这个项目引入无人机定期对装配式 3D 打印赵州桥的外观进行监测。通过对多个指标的监测,能够保证桥梁结构的安全性,让桥梁结构的病害得到及时有效的控制和修复,延长桥梁的使用寿命,降低桥梁的维护费用。