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桥梁健康监测的目的和检测内容

2018-10-30 09:36:48 结构检测中心 阅读
桥梁是交通基础设施的生命线节点工程,随着我国桥梁建设的深入,如何在运营期通过有效的管理和养护工作,有效保障桥梁的服役安全和使用性能,是21世纪桥梁的重要挑战。传统的桥梁评估,是通过简单的人工手段进行桥梁检测和监测,随着信息和传感技术的发展,桥梁健康监测系统应运而生,该技术能够实时测取桥梁的服役状态,从而为准确评估桥梁性能提供数据与技术基础。重大桥梁结构的健康监测系统是改善桥梁运营状态、确保桥梁服务水平的根本措施。
 
一、桥梁健康监测系统的目的及功能
桥梁健康监测系统不只是传统的桥梁检测加结构评估技术,而是被赋予了新的意义。
一般来说,桥梁健康监测需要达到如下三个目的:
1.设计验证:通过健康监测所获得的实际结构的动静力响应验证设计计算理论与结果;
2.支持养护管理决策:结合结构状态评估和损伤识别理论对健康监测所获得的实际结构的动静力响应做出技术判断,并考虑工程经济等多方面因素,得到合理的养护决策;
3.研究发展:通过健康监测所获得的实际结构的动静力响应还可为桥梁工程中的未知问题的研究提供契机,如力学理论、环境荷载的建模和控制与评估技术等。
为了实现上述监测目的,健康监测系统需要具备如下功能:及时监测,自动实时监测环境条件和桥梁响应并直观显示结果;自动预警,根据桥梁结构在荷载作用下反应的实测值与理论值间的关系,对结构的损伤情况进行识别和技术状态评估,并对结构异常紧急预警;长期连续监测,记录结构状态及长期变化趋势。
 
桥梁健康监测|桥梁检测
 
二、桥梁健康监测系统的组成与监测内容
一般情况下,桥梁结构健康监测系统包含如图1中的四个子系统,并通过网络联系工作,这四个子系统分别是:
1.传感器系统:包括位移计、加速度计、水平仪、温度计、风速风向仪、车轴车速仪、信息放大处理器及连接介面等;
2.信息收集系统:包含信号采集、数据存储、数据传输等;
3.信息处理和分析系统:包括专业分析软件、高性能计算设备等;
4.劝评估控制系统:针对监测采集结果,结合桥梁专家意见,对监测结果进行桥梁状态的评估,并给出有关建议。以东海大桥健康监测系统为例,其具备传感器系统,数据处理系统,在线评估系统,离线评估系统及结构预警系统。
 
桥梁健康监测系统下,主要对桥梁结构如下状态进行监测:正常环境与交通荷载作用下的结构物理与力学状态;桥梁附属结构和设施如支座、伸缩缝等的工作状态;结构构件耐久性;桥梁所处环境条件等。因而,桥梁健康监测系统主要的监测内容是:气象环境如温度、湿度等;结构位移如主梁和索塔位移;构件应力和内力如钢梁应变、索力等;伸缩缝位移、支座变形、墩台沉降等;结构动力和构件疲劳等。
 
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