橋梁(liáng)在(zài)交通運輸中起到重要(yào)的地(dì)位,尤其是在山區(qū)和(hé)跨河(hé)道的地方顯得尤為的突出。從而(ér)促使橋梁的設計和施工技術的不斷進步,使(shǐ)得橋梁跨度也不斷有新的突破,促進(jìn)了橋梁實業的發展,同時橋梁的結構與形(xíng)式也逐漸變得複雜,不單單是簡支梁結(jié)構,出現了斜拉索橋、拱橋、吊橋等形式的橋梁(liáng)。
鑒(jiàn)於橋(qiáo)梁的特殊性和(hé)複雜性,采用先進的,可靠的橋梁實時監測係統,是對出現的安全隱患能夠做(zuò)出快(kuài)速反應以及及時(shí)修正的重要保(bǎo)證,通過提供所需要的早期危險報警和損傷評估來(lái)判斷橋梁的安全,增強(qiáng)橋梁的生存能(néng)力,從而(ér)達到從探測、報警、聯動控(kòng)製(zhì)直至消(xiāo)除安全隱患的全方位(wèi)一體化具有重要意義。
橋梁健康監測係統建立基於現代(dài)測試與傳感技術、網絡通信技術(shù)、信號處理與分析技術、數學理論和結構分析理論(lùn)等多個學科領域,隨著科學技術的不斷(duàn)發展,健康監測較之人工檢測優越性越(yuè)來越明顯。
橋梁健康監測的概(gài)念與意義
橋梁健康監測實際上就是(shì)通過(guò)對橋梁結構(gòu)狀況的監控和評估。在通過無損檢測技術或者是橋梁結(jié)構特性分析(其中(zhōng)包(bāo)括橋梁結構響應(yīng))等技術為橋梁在特殊(shū)天氣條件下又(yòu)或者(zhě)是特殊(shū)的交通(tōng)條件下,導致發(fā)生橋梁運營狀況異常,而發出預警信號,同時(shí)橋梁健康監測也為橋梁的日常維護和維修、管理與決策提供依據和指(zhǐ)導性意見。然而,橋梁結構健康監測不僅是為了結(jié)構狀態監控和評估,其信息反(fǎn)饋於結構設計(jì)的(de)更(gèng)深遠(yuǎn)的意義是結構設計方法與相應的規範標準等可能得到(dào)改進。再有就是橋梁健康監測帶來的是監測係統和對(duì)某特定橋梁設計的反(fǎn)思。橋梁(liáng)健康監測為橋梁工程中的未知問題和超大跨度橋梁(liáng)的研究提(tí)供了新的契機。
國內外健康監測係統發(fā)展的狀況
從目前國內外已有的大橋結構健康監測係統(tǒng),可以(yǐ)將它們大致劃分(fèn)為三代(dài)。第一代為(wéi)早期(qī)單項監測係統,傳感器種類有限,不安裝采集(jí)設備,間歇性監測;第二代為集成監測(cè)係統,傳感器種類大大豐富,采(cǎi)集係統完(wán)善,連續采集,有數據庫管理軟件(jiàn)對數據實行管理;第三代為集成監測診斷係統,在第(dì)二(èr)代(dài)的基礎(chǔ)上,強調對數據的處理(lǐ),並利用數據(jù)進行結構健康狀態的在線評估、在線預警,並為(wéi)深入地離(lí)線評估提(tí)供便利,計算機技術被用於係統之中,功能更加豐富,是結合檢測(cè)和監測的綜合係統。隨著(zhe)大跨徑橋梁的輕柔化及形式與功能的複雜化(huà),如何對其(qí)進行科學的養護管理,成為業內(nèi)關注的焦點。
從上世紀(jì)末,作為橋梁(liáng)養護(hù)管理手段(duàn)的橋梁健康監測(cè)係(xì)統擁有了極大的發展(zhǎn)空間。目前已經建立的橋梁健康監測係統有以下特點(diǎn):
(1)通過測量結構各種響應的傳(chuán)感裝(zhuāng)置(zhì)獲取反應結構行為(wéi)的各(gè)種記錄;
(2)在通車運營後連續或間斷地監測結構狀態,力(lì)求獲取(qǔ)的(de)大橋結構信息連(lián)續而(ér)完整;
(3)具有快速(sù)大容量的信息采集、通訊與處理能力(lì),並實現對數據的網絡共享。
3 橋梁預防性養護(hù)技術研究
實踐中要做好橋梁的預防性養護工作,在技術方麵,我們一般可從(cóng)以下幾個(gè)方麵開始著(zhe)手:
1)掌握橋梁結構狀態和橋梁的實(shí)時運營狀(zhuàng)態。
橋(qiáo)梁的預防性養護首先必須完善檢查機製,同時以先進的檢(jiǎn)測手段做為基(jī)礎,這樣才能夠全麵、持續的掌握橋梁結構狀態以(yǐ)及橋梁的實時(shí)運營狀態,從而為判(pàn)斷養護時機和選擇養護(hù)方法提供依據(jù)。
完善的檢查機製能夠為橋梁的運營狀況提供完整數據記錄,這樣能夠比較(jiào)完整(zhěng)的反映出橋梁在使用過程中的結構狀況變化和(hé)橋梁病害的發展程度,為分析判(pàn)斷橋梁病害原因和(hé)研究有針對性的養護對策提供了有力的依據。
先進的檢測技術則能(néng)保(bǎo)證檢測數據的精度和科(kē)學性,處(chù)理數據和信息的能(néng)力也(yě)大大(dà)提高。所以重視高速公路橋梁的檢測效率和質量尤為重(chóng)要,同時,應該重視現在已經開發和使用的集成檢測技術。
2)建立健全橋(qiáo)梁養護管理係統。
通過建立健全橋梁養護管理係統,能夠對(duì)橋梁基礎信息及檢查(chá)、檢測、維修保養等信息進行記錄和統計分析,為快速、科學的進行養(yǎng)護決策提供了堅實(shí)的基礎(chǔ)。同(tóng)時,通過統一、規範的橋梁養護管理係統,也能夠規範橋梁檢查、檢測內容和方法,統一橋梁技術狀況(kuàng)評定標準,能夠更加有效的反映橋梁現狀,有利於(yú)橋梁管養單(dān)位做好橋梁養護(hù)管(guǎn)理工作。
3)加強日常小(xiǎo)修保養工作,及(jí)時恢複結構承載能力(lì)與(yǔ)耐久性。
實施預防性養護應高度重(chóng)視日(rì)常小修保養工作,當橋梁出現各類病害(hài)時,及時判斷病害成因和發展趨勢,盡快采(cǎi)取經濟(jì)有效的小修保(bǎo)養措施,控製病害發展(zhǎn),恢複結構的承載(zǎi)能(néng)力和耐久性。
常見的橋梁預防性養護(hù)方(fāng)法。在橋涵構造物養(yǎng)護維修中(zhōng),常見的預防性養護方法有(yǒu)以下幾種:對於混凝土結構表麵裂縫和缺陷,及時采(cǎi)取裂縫 封(fēng)閉(bì)、混凝土(tǔ)缺陷表麵修補等處理措施,防止裂縫和缺陷擴展(zhǎn)引起鋼(gāng)筋鏽蝕等病害的發生;對於伸縮縫與泄水孔的堵塞,及時進行清理,以防(fáng)連鎖性破壞;在原有伸縮縫失效(xiào)時,安排合理時機更換伸縮縫,避免氣溫變化引起(qǐ)橋梁其他病害;對於實心(xīn)板橋存在鉸縫裂縫、滲水可能失效的,采用(yòng)安裝(zhuāng)橫橋向鋼肋板,加強板梁間橫向聯(lián)係(xì),以防止出現單(dān)板受力(lì)等病害;對於部分空心板底部裂縫較多的情況,采用粘貼碳纖維布的方式,恢複結構耐久性,延長(zhǎng)橋梁使用壽命。
上述橋梁預防性養護措施實際上(shàng)也是(shì)在我(wǒ)們通常的橋梁養護工作中(zhōng)可能常用到的措施,但沒有明確發展(zhǎn)相(xiàng)應的預防性養(yǎng)護觀(guān)念。實(shí)際上,我們認(rèn)為橋梁的預防性養護是一種養護理念及實施這一理(lǐ)念的一整套養護策略。因此,它並不是以預防性養護技(jì)術為核心,而是以其實現的一整套政策、體製、模式和(hé)運作方式為核心,技術(shù)隻是最終的實現方式。
著眼(yǎn)於未來的交通事業(yè)的發展,以健康監測係統為基礎,對監測項目進行補充(chōng)和完善,配(pèi)備監測和檢測設備,深化人工檢測,實現電子化巡(xún)檢,信息(xī)化管理,形成數(shù)字化養護的管理係統,實現養護管理集成化、智能化、數字(zì)化。隨著科技進一(yī)步的(de)研究,可以以此為基礎(chǔ)和平台,形成地區或區域橋梁養(yǎng)護管理中心,建立橋梁管理養(yǎng)護監測中心,建立並完善係統平台,實施區域共享(xiǎng)。實現以數字化為依托的(de)科學、高效、準確、及時、經濟(jì)的養護管理手段,實(shí)時動(dòng)態監測(cè)橋梁狀態,為維修養護提供科(kē)學決(jué)策依據,將極大提升橋梁管養水平,促進橋梁事業(yè)的發展,為我國交通公路事業發展提供有力的依托和保障。