桥梁健康监测新概念

2019-12-20  来自: 溧阳市伟涵仪器厂 浏览次数:324

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,然和给出相关的加固和维护建议,然而,这种技术手段已经无法满足目前桥梁养护的要求,难以有效的防范突发事件的发生。

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。

1、桥梁结构在正常环境与交通条件下运营的物理与力学状态;

2、桥梁重要非结构构件(加支座)和附属设施(如振动控制元件)的工作状态;

3、结构构件耐久性;

4、大桥所处环境条件;等等。


桥梁健康监测

与传统的检测技术不同,大型桥梁健康监测不仅要求在测试上具有快速大容量的信息采集与通讯能力,而且力求对结构整体行为的实时监控和对结构状态的智能化评估。


监测信息验证结构的设计

 然而,桥梁结构健康监测不仅仅只是为了结构状态监控与评估。由于大型桥梁(尤其是斜拉桥、悬索桥)的力学和结构特点以及所处的特定环境,在大桥设计阶段完全掌握和预测结构的力学特性和行为是非常困难的。大跨度索交承桥梁的设计依赖于理论分析并过风洞、振动台模拟试验预测桥梁的动力性能并验证其动力安全性。然而,结构理论分析常基于理想化的有限元离散模型,并且分析时常以很多假定条件为前提。在进行风洞或振动台试验时对大桥的风环境和地面运动的模拟也可能与真实桥位的环境不全相符。因此,通过桥梁健康监测所获得的实际结构的动静力行为来验证大桥的理论模型、计算假定具有重要的意义。事实上,国外一些重要桥梁在建立健康监测系统时都强调利用监测信息验证结构的设计。

桥梁健康监测信息反馈于结构设计的更深远的意义在于,结构设计方法与相应的规范标准等可能得以改进;并且,对桥梁在各种交通条件和自然环境下的真实行为的理解以及对环境荷载的合理建模是将来实现桥梁“虚拟设计"的基础。

还应看到,桥梁健康监测带来的将不仅是监测系统和对某特定桥梁设计的反思,它还可能并应该成为桥梁研究的"现场实验室".尽管桥梁抗风、抗震领域的研究成果以及新材料新工艺的出现不断推动着桥梁的发展,但是,大跨度桥梁的设计中还存在很多未知和假定,超大跨度桥梁的设计也有许多问题需要研究。同时,桥梁结构控制与健康评估技术的深入研究与开发也需要结构现场试验与调查。桥梁健康监测为桥梁工程中的未知问题和超大跨度桥梁的研究提供了新的契机。由运营中的桥梁结构及其环境所获得的信息不仅是理论研究和实验室调查的补充,而且可以提供有关结构行为与环境规律的真实的信息。另外,桥梁振动控制与健康评估技术的开发与应用性也需要现场试验与调查。

综上所述,大型桥梁健康监测不只是传统的桥梁检测加结构评估新技术,而是被赋予了结构监控与评估、设计验证和研究与发展三方面的意义。

关键词: 桥梁健康监测   高支模        

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