橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)解決方案
2015-04-28
近年來隨著交通運(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。面對日益增長的交通壓力以及橋梁在交通網(wǎng)絡(luò)中的重要地位，原來 的僅靠人工手段檢測已無法滿足橋梁養(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，間隔時(shí)間長，缺乏連續(xù)監(jiān)測資料，而且監(jiān)測數(shù)據(jù)不是動態(tài)監(jiān)測數(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)營狀況，起不到預(yù)防和與報(bào)道作用；
?。?） 高程測量由人工完成，受讀數(shù)誤差、視角、天氣、溫度等因素的影響，測量精度不高；
?。?） 每次檢測都需做好充分的準(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)較長時(shí)間。
橋梁的安全、耐久性問題已經(jīng)引起了運(yùn)營管理部門的高度重視，為了確保橋梁安全運(yùn)營、延長橋梁使用壽命，橋梁上安裝監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)具有非常重要的意義。
橋梁健康監(jiān)測的要求與內(nèi)容
橋梁變形監(jiān)測
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，通過對橋梁變形的監(jiān)測可以從整體上把握橋梁的健康狀態(tài)。
橋梁動力特征及振動水平的監(jiān)測
橋梁動力特征包括橋梁振動的頻率、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)測也能起到從整體上把握橋梁健康狀態(tài)的目的。
主梁動應(yīng)力監(jiān)測
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)主梁的損傷對橋梁使用性能的影響也最直接。通過對主梁有代表性的斷面上的動應(yīng)力監(jiān)測，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
通過對主梁及索塔有代表性斷面上的溫度分布監(jiān)測，可以驗(yàn)證設(shè)計(jì)假定或根據(jù)實(shí)際測量的結(jié)果重新計(jì)算溫度對橋梁內(nèi)梁和變形的影響，以便對橋梁的安全狀態(tài)作出更加符合實(shí)際的評價(jià)（例如主梁的軸線位置和溫度有關(guān)，只有對在相同的溫度下測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)測系統(tǒng)的具體實(shí)施方案
橋梁健康監(jiān)測系統(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)測數(shù)據(jù)管理
