武汉阳逻长江大桥施工控制及健康监测研究江西交通运输厅.doc

桥梁工程长期健康监测及数字化管养系统研究王义胜1易彩英2周萍萍1(1江西交通工程咨询监理中心南昌330008)(2江西省高等级公路管理局南昌330046)摘要:近年来,随着交通建设的大力发展,桥梁工程设计技术有了长足的进步,桥梁结构逐渐向大跨度、轻柔化发展,桥梁结构形式与功能日趋复杂化,这对桥梁管养提出了新的要求,大型桥梁结构安全健康监测已成为迫切需要解决的问题。本文通过对衢江大桥健康监测的实践,介绍了桥梁结构安全健康监测及数字化管养系统,通过长期健康监测,准确评价桥梁结构的状态,为维修管养提供决策依据。关键词:桥梁工程;桥梁养护;信息技术;健康监测;数字化管养0前言随着信息技术的发展,未来的桥梁长期健康监测系统将具有高度的智能,可以精确检测桥梁的健康状况并将数据通过无线传感器和计算机网络实时传输给远方的分析系统并自动做出准确的判断。特别是随着目前光纤传感器的成熟及发展,使得桥梁的长期健康监测成为可能。衢江大桥是一座结构新颖、技术难度高和结构复杂的V型刚构组合型桥梁(桥梁总体布置见图1),有必要开展此项研究,并运用现代化传感设备与光电通信及计算机技术,建立桥梁结构状态的数据收集处理系统,实现实时监测桥梁运营阶段在各种环境条件下的结构响应和行为,获取反映结构状况和环境因素的信息,而分析结构健康状态,评估结构的可靠性,为桥梁的管理与养护提供科学依据。图1衢江大桥主桥总体布置示意图1系统功能借鉴国内外桥梁工程健康监测的实际经验,结合我国目前在这一领域的实际情况,桥梁长期健康监测应力求用最少的传感器和最小的数据量,对大桥及其关键构件(或部位)的工作状态进行实时监测,实现多级报警,并通过对测量数据的分析处理对结构的异常状况进行自动诊断,对当前结构的安全性进行评估。系统的功能体现在以下几方面:,同时要考虑桥梁的养护管理过程,从建好、养好和管好桥梁的角度出发设计系统。,选择国内外有业绩和应用实例的成熟产品和技术,以保证系统要求和功能得以实现。,使系统的监测能力能达到当前的,提高系统建设的科技含量。,人机交互界面应直观易于理解,充分利用系统仿真和可视化技术,避免因复杂操作带来的困难和失误。同时,监测系统要能够自我检查和维护。,监测过程必须内容完整、逻辑严密,各功能模块之间既互相独立又互相关联,避免故障发生时的联动影响。同时,随着健康监测技术的进步和发展,系统要能够扩充以便增强监测功能,不至于因为系统功能的调整而破坏整个系统。2系统要求健康监测系统范围包括空间范围和时间范围,空间范围一般是主桥范围,时间范围是从施工过程控制、结构形成过程信息采集和成桥后健康监测和数字化管养系统的实施,以及健康状况分析评估等环节。根据衢江大桥的工程特点,为满足实时监测与安全评价原则,系统需要获取有关的应力及应变等信息数据:、环境荷载数据以及温度荷载数据,通过对交通车辆荷载的载重量和流量、自然环境变化情况以及温度变化的监测,取得对桥梁结构的受力分析所必须的参数。