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桥梁结构监测解决方案

更新时间:2016-03-14 23:02:15点击次数:4834次字号:T|T

桥梁建成以后,由于受气候、环境因素的影响,结构材料会被腐蚀和逐渐老化,长期的静、动力荷载作用,使其强度和刚度随着时间的增加而降低。这不仅会影响行车安全,更会使桥梁的使用寿命缩短。对桥梁结构的健康状况进行检测与监测,并在此基础上对其安全性能进行评估是桥梁运营日常管理的重要内容。桥梁健康监测具有十分重要的作用。

桥梁工程实际运营中病桥不断出现,其相应的承载能力评定工作日显重要。大量的文献资料显示,大跨度桥梁运营期病害与事故主要集中在主梁、桥墩的裂缝和变形、以及索力变化等方面。主梁是桥上部结构的主要受力结构,不仅承受弯矩,同时也承受各种水平分力作用,处于受组合力状态。主梁及桥面板在桥梁运营阶段出现最多的病害就是主梁腹板、顶板出现裂缝。裂缝产生的原因很多,如荷载作用、混凝土组成成分、温度变化、混凝土收缩和徐变、基础的不均匀沉降以及钢筋的锈蚀等。许多裂缝往往是几种不同因素联合作用的结果。桥墩病害的主要表现为墩偏位和混凝土裂缝。裂缝的原因与上述主梁发生裂缝的原因基本相同。所以了解桥梁的极限状态、承载潜力以及剩余寿命等对桥梁的合理利用具有重大现实意义。

该结构健康监测系统设计通过采集大跨度桥梁主梁的应变、裂缝、加速度、温度等数据为承载能力评定和健康状况评估提供依据。为确保桥梁安全运营、延长桥梁使用寿命,早期发现桥梁病害和节约桥梁的维修费用,建设该大桥健康监测系统十分必要。


1 方案目标

1.1 设计原则

该大桥健康监测系统集传感器技术,结构分析计算、计算机技术、通信技术、网络技术等高新技术于一体,为使其成为一个功能强大的系统,能真正长期用于结构损伤和状态评估,满足桥梁养护管理和运营的需要,同时兼顾经济和社会效益,现遵循如下设计原则:

1)遵循简洁、实用、性能可靠、经济合理的原则;

2)系统设置首先需满足大桥养护管理和运营的需要,立足实用性原则第一,兼顾考虑科学试验和设计验证等方面因素。

3)根据结构易损性分析的结果及养护管理的需求进行监测点的布设。

4)监测与结构安全性密切相关内容,主要监测一些有代表性的结构、必须进行监测的重要结构以及日常养护无法检查或检查非常困难的结构响应。

5)从动力、静力、耐久性对结构进行监测,力求用最少的传感器和最少的数据量完成工作。

桥梁结构健康监测与安全预警系统施工图设计内容包括钢箱拱、承台、桥面、吊杆、系杆等结构健康监测系统的设计。其中,钢箱拱健康监测内容设计包括钢箱拱拱内的应变、温度、湿度监测,三角刚构的应变、温度监测以及混凝土拱座的裂缝与温度监测;承台监测包括裂缝、温度监测;桥面监测包括振动、环境状况监测;吊杆监测内容即为索力监测;系杆监测内容包括应变、应力监测。
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