橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)解決方案
2015-04-28
近年來(lái)隨著交通運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展，大型橋梁的交通流量與日俱增，其中重車及超載車輛占了很大比例。面對(duì)日益增長(zhǎng)的交通壓力以及橋梁在交通網(wǎng)絡(luò)中的重要地位，原來(lái) 的僅靠人工手段檢測(cè)已無(wú)法滿足橋梁養(yǎng)護(hù)的要求，難以有效的防范突發(fā)事件的發(fā)生，主要表現(xiàn)在：
?。?） 定時(shí)檢測(cè)，間隔時(shí)間長(zhǎng)，缺乏連續(xù)監(jiān)測(cè)資料，而且監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不是動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，不能隨時(shí)反映出橋梁在極端受力狀態(tài)和惡劣環(huán)境下的運(yùn)營(yíng)狀況，起不到預(yù)防和與報(bào)道作用；
（2） 高程測(cè)量由人工完成，受讀數(shù)誤差、視角、天氣、溫度等因素的影響，測(cè)量精度不高；
?。?） 每次檢測(cè)都需做好充分的準(zhǔn)備，從安排加載車輛，調(diào)試試驗(yàn)儀器，搭設(shè)腳手架，安裝和拆除傳感器，到組織人員封閉交通，每個(gè)環(huán)節(jié)都不能疏漏，需耗費(fèi)大量的人力、物力和財(cái)力，花費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間。
橋梁的安全、耐久性問題已經(jīng)引起了運(yùn)營(yíng)管理部門的高度重視，為了確保橋梁安全運(yùn)營(yíng)、延長(zhǎng)橋梁使用壽命，橋梁上安裝監(jiān)控監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有非常重要的意義。
橋梁健康監(jiān)測(cè)的要求與內(nèi)容
橋梁變形監(jiān)測(cè)
恒載作用下主梁軸線的位置是橋梁整體安全狀態(tài)的重要標(biāo)志，活載作用下主梁的撓度既是橋梁整體剛度的重要標(biāo)志，也能反映作用于橋梁上的荷載情況，通過對(duì)橋梁變形的監(jiān)測(cè)可以從整體上把握橋梁的健康狀態(tài)。
橋梁動(dòng)力特征及振動(dòng)水平的監(jiān)測(cè)
橋梁動(dòng)力特征包括橋梁振動(dòng)的頻率、振型和阻尼比，它也是橋梁整體安全的標(biāo)準(zhǔn)。橋梁質(zhì)量的退化會(huì)引起自振特性的改變，例如在其他條件不變的情況下橋梁剛度的降低會(huì)引起橋梁自振頻率的降低，橋梁局部振型的改變可能預(yù)示著橋梁局部損傷的存在。該項(xiàng)內(nèi)容的監(jiān)測(cè)也能起到從整體上把握橋梁健康狀態(tài)的目的。
主梁動(dòng)應(yīng)力監(jiān)測(cè)
斜拉橋的主梁及時(shí)構(gòu)成斜拉橋這一結(jié)構(gòu)體系的基本組成部分，又是車輛及人群荷載的承擔(dān)者，受活載的影響最直接，極易因異常局部荷載而引起損失，同時(shí)主梁的損傷對(duì)橋梁使用性能的影響也最直接。通過對(duì)主梁有代表性的斷面上的動(dòng)應(yīng)力監(jiān)測(cè)，可以了解作為斜拉橋主要受力構(gòu)件主梁的受力狀態(tài)。這對(duì)控制車輛荷載、進(jìn)行構(gòu)建疲勞分析都十分必要。
溫度分布監(jiān)測(cè)
通過對(duì)主梁及索塔有代表性斷面上的溫度分布監(jiān)測(cè)，可以驗(yàn)證設(shè)計(jì)假定或根據(jù)實(shí)際測(cè)量的結(jié)果重新計(jì)算溫度對(duì)橋梁內(nèi)梁和變形的影響，以便對(duì)橋梁的安全狀態(tài)作出更加符合實(shí)際的評(píng)價(jià)（例如主梁的軸線位置和溫度有關(guān)，只有對(duì)在相同的溫度下測(cè)得的主梁軸線位置進(jìn)行比較，或換算成相同溫度下主梁軸線的位置進(jìn)行比較才有意義）。
橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的具體實(shí)施方案
橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括一下互相關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)：
傳感器（放大鏡）系統(tǒng)
數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)
監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理
