橋梁健康監(jiān)測

時(shí)間：2022-03-10作者：上海華謹(jǐn)工程技術(shù)有限公司瀏覽：423

橋梁建成以后，由于受氣候、環(huán)境因素，結(jié)構(gòu)材料會(huì)被腐蝕和老化，長期的動(dòng)靜荷載作用，使其強(qiáng)度和剛度隨著時(shí)間而降低，這不僅會(huì)影響行車安全，還會(huì)縮短橋梁的使用壽命。對橋梁結(jié)構(gòu)的健康狀況進(jìn)行評估是橋梁運(yùn)營日常管理的重要內(nèi)容。影響橋梁健康監(jiān)測不只是傳統(tǒng)的橋梁檢測加結(jié)構(gòu)評估技術(shù)，一般來說，橋梁健康監(jiān)測需要達(dá)到如下三個(gè)目的：


1.設(shè)計(jì)驗(yàn)證:真實(shí)運(yùn)行的橋梁受到的影響因素眾多，理論和實(shí)驗(yàn)室中的分析結(jié)論并不能真實(shí)反映實(shí)際情況，通過健康監(jiān)測所獲得的實(shí)際結(jié)構(gòu)的動(dòng)靜力響應(yīng)驗(yàn)證設(shè)計(jì)計(jì)算理論與結(jié)果;


2.支持養(yǎng)護(hù)管理決策:結(jié)合結(jié)構(gòu)狀態(tài)評估和損傷識(shí)別理論對健康監(jiān)測所獲得的實(shí)際結(jié)構(gòu)的動(dòng)靜力響應(yīng)做出技術(shù)判斷，并考慮工程經(jīng)濟(jì)等多方面因素，得到合理的養(yǎng)護(hù)決策，并增強(qiáng)應(yīng)急響應(yīng)和災(zāi)后評估的能力;


3.研究發(fā)展:通過健康監(jiān)測所獲得的實(shí)際結(jié)構(gòu)的動(dòng)靜力響應(yīng)還可為橋梁工程中的未知問題的研究提供契機(jī)，如力學(xué)理論、環(huán)境荷載的建模和控制與評估技術(shù)等。


為了實(shí)現(xiàn)上述監(jiān)測目的，健康監(jiān)測系統(tǒng)需要具備如下功能:及時(shí)監(jiān)測，自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測環(huán)境條件和橋梁響應(yīng)并直觀顯示結(jié)果;自動(dòng)預(yù)警，根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)在荷載作用下反應(yīng)的實(shí)測值與理論值間的關(guān)系，對結(jié)構(gòu)的損傷情況進(jìn)行識(shí)別和技術(shù)狀態(tài)評估，并對結(jié)構(gòu)異常緊急預(yù)警;長期連續(xù)監(jiān)測，記錄結(jié)構(gòu)狀態(tài)及長期變化趨勢。


橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的組成與監(jiān)測內(nèi)容


一般情況下，橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)包含四個(gè)子系統(tǒng)，并通過網(wǎng)絡(luò)連接工作。


這四個(gè)子系統(tǒng)分別是:


1.傳感器系統(tǒng):包括位移計(jì)、加速度計(jì)、水平儀、溫度計(jì)、風(fēng)速風(fēng)向儀、信息放大處理器及連接介面等;


2.信息收集系統(tǒng):包含信號(hào)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)傳輸?shù)?


3.信息處理和分析系統(tǒng):包括專業(yè)分析軟件、高性能計(jì)算設(shè)備等;


4.評估控制系統(tǒng):針對監(jiān)測采集結(jié)果，結(jié)合橋梁*意見，對監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行橋梁狀態(tài)的評估，并給出有關(guān)建議。大橋健康監(jiān)測系統(tǒng)必須具備傳感器系統(tǒng)，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，在線評估系統(tǒng)，離線評估系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)預(yù)警系統(tǒng)。


在上述監(jiān)測系統(tǒng)下，主要對橋梁結(jié)構(gòu)如下狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測:正常環(huán)境與交通荷載作用下的結(jié)構(gòu)物理與力學(xué)狀態(tài);橋梁附屬結(jié)構(gòu)和設(shè)施如支座、伸縮縫等的工作狀態(tài);結(jié)構(gòu)構(gòu)件耐久性;橋梁所處環(huán)境條件等。


因而，橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)主要的監(jiān)測內(nèi)容是:氣象環(huán)境如溫度、濕度等;結(jié)構(gòu)位移如主梁和索塔位移;構(gòu)件應(yīng)力和內(nèi)力如鋼梁應(yīng)變、索力等;伸縮縫位移、支座變形、墩臺(tái)沉降等;結(jié)構(gòu)動(dòng)力和構(gòu)件疲勞等。

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