橋梁健康監測意義

        橋梁建成以後，受氣候、結構、材料（liào）、動力荷載等作用，橋梁強度及剛度（dù）等隨著時間的推移而降低，橋梁健康監測對橋梁安全性評估和橋梁日常運營管理意義重（chóng）大，因此，橋梁健（jiàn）康監測具有十分重要的作用（yòng）。

        應力混凝土大跨度連（lián）續橋梁結構簡單外觀漂亮，在國內（nèi）應用廣泛。實際運營中（zhōng），病橋不斷出現，對橋梁健康監測日顯（xiǎn）重要，實際運營中，預應力（lì）混凝土大跨度連續梁橋的橋梁（liáng）病主要集中在主梁、橋墩的裂縫和變形等方麵。主梁及橋麵板在（zài）運營階段出現（xiàn）最多的病害就是主梁腹板、頂板裂縫。橋墩病害主要是墩偏位（wèi）和混凝土裂縫，所以，了解橋梁的極限狀態、承載潛力及（jí）對橋梁的合理利用具有重大意義。

        通過預應力混凝土大跨度連續（xù）梁橋的應變、壓力、裂縫、加速（sù）度、溫度、等數據來評估橋梁健康，及時發現並（bìng）解決問題。

        設計原則

        監測係統集（jí）傳（chuán）感器技術、結構分析計算、計算機技術、網絡（luò）通訊技術等高新技術於一體，長期用於結構損傷和狀態評估，滿足（zú）橋梁管理和運維需求，設計原則如下（xià）：

        簡潔實用，經濟可靠（kào），性（xìng）能穩定；

        立足實用為第一原則（zé），兼顧考慮科學試驗和設計（jì）驗證（zhèng）等方（fāng）麵；

        根據結構易損分析結（jié）果及養護（hù）管理需求進行（háng）監測點（diǎn）布設；

        監測與（yǔ）結構密切相關、代表性結構、必須監測結構、日常養護無法（fǎ）檢查的位置。

        傳感器對比及選用（yòng）

        結構健康監（jiān）測需要利（lì）用（yòng）大量高（gāo）性（xìng）價比傳感器，對結構性能實時監測，獲取各種準（zhǔn）確可靠信息，應變傳感器主要使用一下三種，鋼弦式應變計、電阻應變計、光纖光柵應（yīng）變計，各有（yǒu）優劣，鋼弦式應變計傳輸距離長、靈敏度高、蠕動小適合（hé）長期（qī）監測、長（zhǎng）導線不影響測量結果（guǒ），但是體積大、抗電磁幹擾能力差；電阻式應變計體（tǐ）積小、靈敏度較（jiào）高、動態響應好，但是傳輸距離小於100米、對絕緣要求高、蠕（rú）變較大需進行（háng）長導（dǎo）線電阻影響的（de）修正（zhèng）；光纖光柵應變計體積小、蠕變較小、靈（líng）敏度高、長導線不影響測量結果、信號傳輸距離可達十公裏、抗幹擾能力強（qiáng）、無需絕緣（yuán）要求、動態響應很好。

        光纖光柵傳感器具有（yǒu）獨特的優（yōu）點

        1、 傳感器結構簡單、體積小、外形可變，可（kě）測量結構內部應力、應變力、結構損傷；

        2、 與光纖之間（jiān）天然（rán）兼容，低損（sǔn）耗（hào）、光譜特（tè）性好、可靠性高；

        3、 具有（yǒu）非傳導性，被介質影響小，抗腐蝕抗電磁幹擾，適合在惡（è）劣環境中工作；

        4、 一根光纖中可寫入多個光柵構成傳感陣列，與波分複用和時分複用係統結合實現分布式傳感；

        5、 高靈敏度、高分辨（biàn）率。

        為了長期監測的需求，采用光纖光柵傳感技術，遵從實用為主重點突出的原則，監測項目有：結構（gòu）位移監測、溫度（dù）監測（主梁、環境）、結構動力特性監測等方麵（miàn）；結構位移監測主要監測的物理量為（wéi）主梁伸縮縫的（de）位移、箱梁（liáng）的撓度；結構動力特性監測（cè）主要涉及（jí）主梁振動（dòng）。

       橋梁健（jiàn）康監測（cè）內容及要點

        根據現場采集情況，分為四個（gè）板塊：數據采集（jí）模塊、傳輸模塊、數據存（cún）儲、數據分析及顯示；數據采集模塊在過程現場采集到傳感器波長（zhǎng）信息，數據傳輸模塊上傳到服（fú）務（wù）器（qì），數據（jù）存儲模塊（kuài）分析（xī）和分類存儲，最後在數據分析和顯示模塊（kuài）進行處理，達到（dào）客戶需求。

        橋梁監測內容主要有風（fēng）、溫度、應變、加速度、撓度、索力、傾斜儀、梁段位移、裂縫。以上監測內容除撓度和（hé）振動外，均采用光纖光柵傳感器，光纖光（guāng）柵傳感器串聯統一接入到橋梁控製中心的光纖光（guāng）柵解調儀中，進行分（fèn）析處理並通過Internet上傳（chuán），實現遠程監控。

        需要用到的光纖光柵傳感器共有四種類型：溫度傳（chuán）感器、應變傳感器、位移傳感器、帶溫度自補償型應變傳感器（qì）、少量（liàng）電類傳感（gǎn）器進行加速度的數據（jù）采集。

        對於連續橋梁，監測的重點截麵為梁的底麵，跨（kuà）中、四（sì）分之一及四分之三截麵和支（zhī）點，而且（qiě）需要沿梁軸向對稱布設，橋墩需要承受一些彎矩，所以沿橋墩豎（shù）向布（bù）置一些傳感器。

        環境監測：溫度、濕度、風壓等；

        動（dòng）力響應監測：結構（gòu）動力響應監測（cè），選取主橋三跨的跨中，在斷麵處布置兩個加速傳感器；

        動靜荷載（zǎi）力及結構溫度的監測：應變的監測和結構溫度的監（jiān）測；

        撓度監測：監測由於荷載效應引起的（de）橋麵撓（náo）度變化情（qíng）況，斷麵布置（zhì）一隻水準儀；

        沉降（jiàng）監（jiān）測：選取主橋橋墩，每個截麵布置一隻靜力水準儀（yí）；

        橋麵位移（yí）監測：橋麵（miàn）位移監測，每個斷麵設置（zhì）兩隻位移傳感器；

        超載監測：在橋兩（liǎng）端設置動態地磅，實時監測車輛超載情況。

        主要設備技（jì）術（shù）要求

        1、 光纖（xiān）光柵表麵安裝式應變傳感器（qì）

        2、 光纖光（guāng）柵溫度（dù）傳感器

        3、 光纖光柵溫度自（zì）補償應變傳感器

        4、 光纖光柵位移傳感器

        5、 光纖光柵解調儀

        6、 電（diàn）類傳感器綜（zōng）合采集儀