Design of site strong motion observation system for the Longjiang bridge
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摘要: 主跨1 196 m的龙江特大桥是我国第一座位于高烈度地震区的大跨度悬索桥，频繁的地震活动对大桥结构安全构成严重威胁。大桥建设时建立了健康监测系统，其中包含多个结构地震反应观测点，随后布设了场地强震动观测系统，这是对大桥地震响应观测的进一步补充和完善。本文详细介绍场地强震动观测系统的设计方案、系统构成、通信方式等。该系统获取的观测结果，可为龙江大桥在地震作用下结构健康诊断提供依据，为大桥结构地震响应分析提供可靠的地震动输入，有助于了解大桥结构在地震动作用下的反应特征, 提高大跨桥梁的抗震设计水平。Abstract: The Longjiang bridge with a main span of 1 196 m is the first suspension bridge in high seismic intensity region in China. Frequent earthquake activities pose a serious threat to the safety of bridge structures. During the construction of the bridge, a health monitoring system was constructed, which included structure health monitoring points. Then a site strong motion observation system was deployed to optimize the seismic response observation of the bridge. This article mainly introduces the design scheme, system composition, communication methods of the site strong motion observation system. The observation results obtained from this system provide a basis judgment for the structural health of the Longjiang bridge under earthquakes action, and reliable ground motion input for the seismic response analysis of bridge structures. These results also deepen our knowledge of response characteristics under earthquake action and assist in seismic design research of long span bridges.
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图 2 保山、腾冲侧场地强震动观测系统测点布置图
Figure 2. The layout of site strong motion observation measuring points at Baoshan and Tengchong
图 3 场地强震动观测系统索塔测点布置图
Figure 3. The layout of site strong motion observation measuring points diagram on cable tower
表 1 健康监测系统监测项目
Table 1. Health monitoring system project
监测类别 监测项目 传感器类型 数量 荷载源监测 风速风向 风速仪（双向、三向） 4 环境温湿度 温湿度传感器 7 车辆荷载 车辆动态称重系统 4 腾冲侧索塔岸稳定性 孔道测斜议 28 结构温度（索塔） 数字温度传感器 32 光纤光栅温度传感器 26 突发事件 视频监控 高清数字摄像仪 13 结构响应监测 结构应变 光纤光栅应变传感器 58 桥面线形 挠度传感器 20 散索鞍倾斜变形 倾斜仪 8 支座位移 位移传感器 4 结构振动 单向加速度传感器 22 吊索索力 索力加速度计 8 主缆锚跨索股索力 附着式索力传感器 24 结构三维动态变形 GPS 8 地震 三向加速度传感器 1 强震记录仪 1 
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表 2 Etna2主要技术指标
Table 2. Technical specifications of Etna2
序号 项目 技术参数 1 结构形式 三分向力平衡电子反馈，
传感器、采集器一体化2 测量范围 ±1g、±2g、±4g可选 3 频率响应 DC-200 Hz，线性相移或最小相移 4 动态范围 155 dB+ 5 分辨率 24位独立通道 6 采样率 1，10，20，50，100，200，250，500 sps 7 触发方式 阈值触发、STA/LTA比值触发 8 数据存储 32 G内置SDHC卡 9 供电、功耗 9—28 VDC、<3 W 10 相对湿度 0—100% 11 环境温度 −20℃—+70℃ 12 尺寸、重量 15 cm×15 cm×7.5 cm、1.5 kg
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