浅谈桥梁结构健康监测

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1、浅谈桥梁结构健康监测摘要：桥梁结构健康监测（对简称：桥监，下同）对于保障桥梁使用功能、安全运行、延长桥梁使用寿命、避免桥梁坍塌和局部破坏等严重事故发生有着重要的现实意义，近年来，桥梁结构健康监测成为国内外学术界、工程界的研究热点，本文阐述了桥梁结构健康监测的概念、监测系统、现状和发展方向。关键词：桥梁结构；健康监测；监测系统；发展方向1桥梁结构健康监测的概念交通是社会的经济命脉，桥梁是交通的咽喉，交通不畅会制约社会的经济发展，所以保障桥梁的功能性、耐久性，尤其是安全性至关重要。为保证桥梁安全运行、

2、避免严重事故发生，对桥梁结构进行健康监测应运而生，桥梁结构健康监测是以科学的监测理论与方法为基础，采用各种适宜的检验、检测手段获取数据，为桥梁结构设计方法、计算假定、结构模型分析提供验证；对结构的主要性能指标和特性进行分析，及早预见、发现和处理桥梁结构安全隐患和耐久性缺陷，诊断结构突发和累计损伤发生位置与程度，并对发生后果的可能性进行判断与预测。通过对桥梁结构健康状态的监测与评估，为桥梁在各种气候、交通条件下和桥梁运营状况异常时发出预警信号，为桥梁维护、维修与管理措施提供依据，并通过及时采取措施达

3、到防止桥梁坍塌、局部破坏，保障和延长桥梁的使用寿命的目的。2桥梁结构健康监测系统2.1检测内容数据采集与测量的内容主要为：变形（沉降、位移、倾斜）、应力、动力特性、温度、外观检测等。2.1.1变形监测采取适宜的测量手段，对桥梁主体结构关键部位的沉降、位移、倾斜量进行监测。常用监测变形的方法有：导线测量法、几何水准测量法、GPS测定三维位移量法、自动极坐标实时差分测量法和自动全站仪三维坐标非接触量测等。2.1.2应力监测桥梁运营状态中主体结构的应力变化是由于主体结构的外部条件和内部状态变化引起的。外

4、部条件主要有动荷载、气候、侵蚀、撞击和其他突发事件的作用等，而内部状态有混凝土的收缩徐变、温度变化及预应力损失等。应力监测数据可以定量性地反映出桥梁主体结构的内应力变化和性能变化情况。2.1.3动力特性监测桥梁结构的动力特性与桥梁结构的刚度、质量、阻尼值及其分布有关，动力监测是在桥面无任何交通荷载以及桥址附近无规则振源的条件下进行，主要对桥梁结构由桥址处风荷载、水流等随机荷载激振引起的微小振动响应进行测定。检测项目主要为：主体结构的自振频率、振型等。桥梁结构动力检测方法主要有：固有频率、应变模态、

5、模态置信度判据、柔度矩阵、小波分析、遗传算法等。2.1.4温度监测通过对整桥温度场的监测，可以设法消除温度变化对某些监测过程或传感器本身的测量精度的影响；可以了解桥梁结构在某种温度场下的结构变形、内力变化等情况。2.1.5表观检测表观检测的主要内容为：桥梁混凝土裂缝、强度、碳化深度、外观质量检测、钢梁及金属结构外观及腐蚀检测及支座、桥面铺装、伸缩缝、锚端连接等部位、部件的损坏情况观察等。2.1.6其他监测项目2.1.6.1新方法、新仪器、新设备、新理论应用监测;2.1.6.2规范等改变导致桥梁使用

6、等级改变的结构监测；2.1.6.3为获取监测数据而设置的传感元器件和配备的仪表、设备、装置的校准性监测等;2.2数据传输稳定可靠的数据采集和传输对于保证监测系统的长期运行有着重要意义，同时是获取有效、可靠的监测数据的前提，要注重并做好以下几项关键性工作：2.2.1数据采传输的同步是桥梁结构监测系统的关键性技术问题，是数据处理、分析和桥梁健康评估的基本前提条件。做到挠度、振动等子系统各点采集的时间同步性尤为重要。