橋梁監測技術發展比較快,隨著計算機、無線電(diàn)技術和空間技術等快速發展,出現了許多先進的橋梁監測技術。岩聯小編將簡要說明傳統的橋梁(liáng)監測技術後,對橋梁監測技術的新發展作(zuò)了簡單的技術(shù)介紹(shào),並指出(chū)了其中一(yī)些方(fāng)法的優點和(hé)不足。
社會經濟發展的需要,人(rén)類建(jiàn)設了許許多多橋梁工程。雖然橋梁建設的技術有很大發展,橋梁質量(liàng)有很大提高(gāo),但它存在變形性問題(包(bāo)括外在的地震、山體(tǐ)滑坡等),還有荷載的(de)長期性、疲勞性與其它因素(sù)的耦合作用都會使橋梁產生安全隱患。因此,對橋梁進行變形性等方麵監測,可以安全診斷橋梁結構(gòu)的穩定性,及時發現問題,並依此可以對(duì)變形等情況進行事先預報。
1 橋梁監測的範圍
首先,監測橋梁所(suǒ)處環境條件,以及(jí)檢測局部損(sǔn)傷。監測所處環境的溫度、濕度、酸堿度、風(fēng)荷載、地震發生情況和日交通流量情況(kuàng)。它們會影響橋梁應力,產(chǎn)生位移和腐蝕等。檢測(cè)局部損傷同樣(yàng)包括檢測橋梁的裂紋、應力(lì)(索力)和變質等。
其次,監測橋梁本身的整體性能。這包括位移監測、撓度監測、結構靜(jìng)力和動力的監測、結構材質監測(cè)、結構振動監測以(yǐ)及裂縫監測。
再(zài)次,對橋梁關鍵部位的重點監測。某些部分對(duì)橋梁正(zhèng)常運行具(jù)有(yǒu)至關重要的作用,因此要重(chóng)點監測。如橋梁的拉索(纜索)或吊杆。
最後,對橋梁監測狀態進(jìn)行判(pàn)斷。
2 傳統的橋梁監測技術
上世紀80年代以前,橋梁監測主要是采用常規地麵測量技術。早(zǎo)期的常規(guī)測量一(yī)般是用濕度計測量周圍環境的(de)濕(shī)度,PH值傳感器測(cè)量橋梁(liáng)周圍水(shuǐ)體中的酸堿度,地震儀記錄地(dì)震情況,統計橋梁日交通流量以推算交通荷載。後來發展為采用測距儀、經緯儀、水準儀、全站儀等常(cháng)規(guī)測量設備測量定點位的變形值。這些可以提供橋梁整體的變形狀態,能滿足測量精度要(yào)求,適應不同的監測環境。
但是不足之處是現場工(gōng)作量大,布點會受橋梁地形條(tiáo)件影響。這一時期,也出現了少數特(tè)殊測量手段,如應變(biàn)測量、準直測量和傾斜測量。這些測量手段具有(yǒu)過程簡(jiǎn)單、可測量內部的變形和自動化測量等優點,但缺點是隻能得到局部和相對的變形信(xìn)息。
3 橋梁監測技術的新發展
計算機、無線電技術和空間技術(shù)等的快速發展,促使橋梁(liáng)測量和監測技術也不(bú)斷發展。
3.1橋梁位移監測技術
GPS橋梁位移監測。它是利用導航衛星獲得(dé)相位差分(RTK),實時測量橋梁位移(yí)。這一橋梁(liáng)位移監測係統(tǒng)包括接收衛星差分信息的GPS基準站、可實時差分後測得站點三維空間坐標的GPS監測站和通信係統(tǒng)。然後(hòu)由(yóu)監(jiān)控中心進行橋梁位移計算。
GPS橋梁位移監(jiān)測係統測量自(zì)動化程度高,受大(dà)氣、天氣因素影響較小,GPS 定位速度(dù)快、精度高。
3.2橋梁撓度監測技(jì)術
GPS法。類似GPS橋梁位(wèi)移監測,這時隻是通過GPS差分(fèn)定位(wèi)待測點的坐標計算撓度。係統(tǒng)也是由基準站、監測站和通信(xìn)係統組成,同時選取多顆衛星作為測量(liàng)基準,以提高監(jiān)測效率。
傾角儀(yí)法。在橋麵縱向上(shàng)不同的被測點,安裝可以根據(jù)電(diàn)壓和測量物傾斜角度的比例關係來測量角度(dù)的傾角儀,測得不同點的傾斜角度,再用擬合撓度曲線積分和最小二乘法求出不同點的撓度值。
激光(guāng)圖像撓度測量方法。監測係統采用由固定於橋體的光源發出激光束到(dào)標靶,再用麵陣CCD成像,圖(tú)像采集卡采集圖像,並將數據傳送到計算機(jī)進行圖像處(chù)理和計算,也就是通過CCD傳感器之間的不同比例(lì)關係得出橋梁撓度值。
3.3橋梁其他方麵的監測技術
采(cǎi)用紅外熱像儀檢測技術或神經脈絡仿生裂紋監測方法(fǎ)對橋梁(liáng)裂紋檢測。紅外熱像儀(yí)把紅外輻射轉變為可見的(de)熱圖像,然後對其特征分析(xī),得出(chū)目標表麵溫(wēn)度分布。當橋(qiáo)梁有裂紋或損傷(shāng)時(shí),發出的紅外線不同(tóng)於周圍的紅外線(xiàn),通(tōng)過熱圖像(xiàng)可以知道橋梁縫隙和(hé)損傷部位。神經脈絡仿生裂紋(wén)監測方(fāng)法(fǎ)是在橋梁的某部位(wèi)貼上一張導線網,當裂紋發生時,通過中間處理器判斷和確定裂(liè)紋的位置(zhì)和長(zhǎng)度。
采用電測(cè)法或磁(cí)通量傳感器方法檢(jiǎn)測橋梁結(jié)構應變。電測法是通(tōng)過檢測傳感(gǎn)器中(zhōng)不斷改變的振動頻率,來分析局部的應力變化。磁通量傳(chuán)感器方(fāng)法是根據鐵磁材料的導(dǎo)磁性能大小(xiǎo)與應變力、溫度的關(guān)係,得到磁導率(lǜ)變化(huà)情況,以此測定橋梁(liáng)結構的應變力(lì)。
采用超聲(shēng)波檢測技(jì)術、雷達(dá)檢測技(jì)術對橋梁局部變質的檢測。超聲波是一種波,服從波的(de)傳輸規律,在同一材料中直線行進(jìn),在不(bú)同材料的界麵處(chù)發生反(fǎn)射,而且在堅硬材料中行進的速度快,在鬆軟材料(liào)中行進速度相對要(yào)慢。
因此測出介(jiè)質材料體內(nèi)波速,可知道材料強度及是否局部變質(zhì)。雷達檢測(cè)技術是物體激振產生雷達波,以此發射高(gāo)頻電磁波,這種電磁波在傳播過程中,也一樣會(huì)發生透射和反射。從而得到電磁波反射信號的相關數(shù)據,進行分析處理,可知結構(gòu)內部的變質情況。
4 結(jié)語
橋(qiáo)梁監測包括監測橋梁(liáng)所處環境條件(jiàn)、檢測局部損傷和監測橋(qiáo)梁本身(shēn)的整體性能等。傳統(tǒng)的橋(qiáo)梁監測技術包括測距(jù)儀、經緯儀、水準儀、全站儀等測量方法,但隨著計算機、無(wú)線電技術和空間技(jì)術等的快速發(fā)展,出現了許多先進的(de)橋梁監(jiān)測技術。如GPS法、激光圖像撓(náo)度測(cè)量方法、紅外熱像儀(yí)檢測技術、神經脈絡仿生裂紋監測方法(fǎ)、超(chāo)聲波檢測技術和雷達檢測技術等等。