摘要（yào）:本文以斜拉橋檢測（cè）中的數據誤差處理為主要研究對象，首先對斜拉橋（qiáo）結構的檢測方法進行了（le）概述，對（duì）測試的（de）主要內容和測試儀器進行了分析，最（zuì）後重點探討了測試（shì）數據的誤差處理方法。

關鍵詞:橋梁監測:斜拉橋;誤差分（fèn）析

1、概述

隨著工程（chéng）技術的進步，橋梁的類型和結構形式日（rì）益複雜，人們對於橋梁的平安性也越來越重視。由於橋梁的設計使用年限一般較長，在（zài）長期的使用過程中必（bì）然會（huì）產生--係列的（de）老化和損傷。因此從（cóng）平安的角度出發，對橋梁結構進行必要的檢（jiǎn）測和橋梁使用狀況的監測（cè）以及（jí）綜合評估是一項非常重要的工作，而在工程領域（yù），對橋梁的（de）質量監測和平安監測也已（yǐ）經成為了一（yī）個（gè）研究的重（chóng）要方（fāng）向。

在當前較為常用的橋梁結構檢（jiǎn）測方法（fǎ）中，最（zuì）普遍的方法是無損檢測，其（qí）目的是盡量不對（duì）橋梁的正（zhèng）常使用造成幹擾（rǎo），也不會對橋（qiáo）梁結（jié）構造成（chéng）額外損傷。橋梁結構因為建築材料的不同而在力學上有所差異。對鋼（gāng）結構橋梁而言（yán），主要是檢測（cè）鋼結構（gòu）件的裂紋特（tè）征，尤（yóu）其是對-些重要（yào）焊接部位的（de）裂紋檢測，對金屬（shǔ）構件的（de）腐蝕情況也是鋼結構橋梁的檢測重點之一-。對於更為（wéi）常（cháng）見的混凝土橋，橋梁結構（gòu）中的鋼筋腐蝕（shí）等問題的（de）檢測就要麻（má）煩得多，因此對於混凝:土橋梁的（de）檢測通常（cháng）都采（cǎi）用荷載試驗方法加上模態（tài）分析來進行。為便於表述，本文（wén）中意斜（xié）拉橋的結構檢測方法和（hé）相應的檢測數據的誤差分析方法為對象來（lái）展開探討（tǎo）。

2、斜拉橋結構檢測方法

橋梁結（jié）構的檢測在於對橋梁目前的技術狀況和存在的損（sǔn）傷進行確認，並（bìng）對損傷的狀況進行評估和預測，以便為後續可（kě）能的橋梁結構加固提供可靠的依據。從檢測類型上看，可主要.分為靜載試驗和動載試（shì）驗兩大類。前者（zhě）的主要目的是分析橋梁結構的受力狀態，後者那麽更注重於橋梁結構的振動響應。

斜拉橋是一類具有柔性特征的錨（máo）固體係（xì），其結構檢測比其他類型的橋梁較（jiào）為困難。因此斜（xié）拉橋的檢測方法更注（zhù）重於有針對性的檢測技術。盡管經過幾十年的開展，我（wǒ）國橋梁檢測技（jì）術已經較為（wéi）係統，但這（zhè）些檢測方法能夠適用於斜拉橋結構體係仍然沒有定論。但（dàn）從（cóng）開展趨勢.上看，“以動代靜（jìng）”的檢測（cè）方法由於其簡便性和經濟性，已經被映入橋梁整體（tǐ）性能評定中。而斜拉橋結構的特殊性恰好比（bǐ）擬適合於這類檢測方法。

2.1斜拉橋振（zhèn）動特性

斜拉橋的振動特性分析是個非常重（chóng）要的問題，其力學本質是（shì）利用斜拉索作為（wéi）橋麵的支撐特性，隨著跨徑的增大而整體結（jié）構變成了以受（shòu）變為主的擬（nǐ）桁架（jià）結構，橋上的支撐（chēng）方式和索型的不（bú）同布置方式也會對斜拉（lā）橋的動力特（tè）性造成影響，對於這種影響所進行的振形分析主要包括反對稱漂移、--階對稱（chēng）豎向彎曲和一階對稱扭轉三類主（zhǔ）要振型分析。

2.2斜拉（lā）橋結（jié）構檢測常用方法

由於斜拉橋的開（kāi）展（zhǎn）曆史並不長，因此其檢測方法的成熟程度要遠低於混凝土（tǔ）橋（qiáo），對於斜拉橋（qiáo）的檢測:主（zhǔ）要以實地觀測和指標控製（zhì）。首先對斜拉（lā）橋的結構外觀進行係統的調查，以橋梁（liáng）的設計資料為依據，觀察是否存在設計、施工和建材用料方（fāng）麵的缺陷。其次是檢查在橋（qiáo）梁投入使用後是否受到過意外損（sǔn）傷或曾經遭受過自然（rán）災害侵襲所造成的損害等。這一（yī）階段的主要任務是檢測可以直接觀察或檢查到的橋梁缺陷。在觀測時的重點對索塔塔頂位移量的觀測，這一觀測（cè）值對研究索力和索塔之間的相關性以及索（suǒ）力計算理論中結構（gòu）位移計算方法都是有益的。在索（suǒ）力的測量方麵，當（dāng）前主要采用的技術手段是利用頻譜分析儀，通過索力和基頻之間的相（xiàng）關關係來計算索力值。其次是（shì）考慮溫度（dù）變化對於斜拉橋結構的力學特性的影（yǐng）響，斜拉橋結構在陰陽麵的溫度差所帶來的溫度（dù）應力是不容無視的影響因素。下文中將針對上述檢測方法（fǎ）中的（de）數（shù）據處理局部展開討論。

3、測試內（nèi）容和儀（yí）器

在計算斜拉橋的索力時，需（xū）要利用的一一個重要參數是（shì）斜拉索（suǒ）的自振頻（pín）率。而索頻來自（zì）於實.際檢測結果，其精度將直接影響到索力計算的準確度。在（zài）索力測試中采用具備頻譜分析係統的振動（dòng）信號采集裝置即能完成頻譜測試。在檢測時主要考慮以（yǐ）下幾類情況:o1按（àn）梁的橫向振動來檢測索力這類情況主要對應於斜拉索長度不大，直（zhí）徑（jìng）較粗，由於受到索（suǒ）剛度的影響而要考慮梁（liáng）的橫向振動（dòng）。o2考慮垂度時的（de）索力檢測 考慮（lǜ）索垂度影響時有一*種較 為便捷的判斷方（fāng）法（fǎ），即（jí）等效彈性（xìng）模量法。也可以采用有限元法來分析，通過比（bǐ）照這兩種模型的（de）計（jì）算結果來綜合（hé）修正斜拉索的自振頻率，其結果更為可靠。

斜拉橋（qiáo）主梁標高的測量也是重（chóng）要工程，因為主梁（liáng）是直（zhí）接承受荷載的關鍵構（gòu）件，而且在橋梁使用過程（chéng）中和（hé）斜拉索的關係密切，互（hù）相影響和製約。在觀測時的通常做法是在主梁上設置永久性觀測標記點，測量時通過測量標記點和水（shuǐ）準（zhǔn）點的高（gāo）差來實現。此外（wài），塔（tǎ）項的定位測（cè）量也很關鍵，而索塔塔（tǎ）頂的位移又是橋梁結構中位移量最大的（de）部位之（zhī）一，因此在測量時通常采用經緯儀和紅外線測距儀來配合使用。在振型測試方麵，對主梁係統的振型測試一-般采用（yòng）頻（pín）域識別法，或是采用時域識別法。當在橋梁正（zhèng）常使用中進行振型測試時（shí），時域法更具優勢。

在檢測儀器方麵，對應力測量--般是（shì）利用應力~應變關係來間接計算。因此主要依賴的儀器（qì）的是應變計，應變計的類型多種多樣，如振弦式、壓電式等。在測試橋梁結構（gòu）振動方麵所使用的儀器主要是（shì）測振傳感器（qì）、信（xìn）號放大（dà）器、數字信號處理機等。對於其他在（zài）橋梁（liáng）檢測 中常用的位移計、千分表等不再一（yī）-- 表達， 而是在下文中注重於對測量結果的分析和處理。

4、測量（liàng）誤（wù）差分析與處理.

4.1誤差來源與計算

測量誤差的來源主要有以下幾個方麵，一（yī）是被（bèi）測（cè）對象的固有缺陷導致（zhì）的測量誤差，二是測量原理（lǐ）以及測量方法所固有的係統誤差，三是測量（liàng）裝置安裝調試過程中的誤差，四是操作或受環境影響帶來（lái）的誤差。以上幾類誤差（chà）可以統稱為原型觀測數據（jù）的綜合誤差。對這（zhè）類誤差的分析手段是通過誤差間的相關關係分析，先對各個（gè）誤差間的相關性（xìng）及逆行那個分析，得到各自（zì）之間的相關係數，然後再進行誤差的合成（chéng）。兩個誤差之間的相關關係可（kě）按下式計 算:，其中為（wéi）相關係數，為協方差（chà）， 、為標準（zhǔn）差。

對於隨機誤差，那麽主（zhǔ）要是考慮標準差（chà）和極限誤差兩類因素。對於其標準差的合成，可單 獨求出各（gè）單項誤差的標準（zhǔn）差，在利用誤差傳遞係數來合成，即按:來計算， 其中為誤（wù）差 個（gè）數，為（wéi）隨機誤 差總體標準差。隨機誤差的總體極限誤差計算較為複雜，可（kě）參（cān）考有關文獻（xiàn）來進行計算。

4.2動態誤差的修正

動態誤差是動態測試中的重要問題，對動態誤（wù）差的修正可（kě）采用的主要（yào）方法為頻域修正法。頻域修正（zhèng）法的原理（lǐ）是（shì）采用複數曲線擬合來建立實時在線修正。首（shǒu）先根據傳感器的頻域響應函數，在（zài）求得傳感器的（de）頻率響應（yīng）函數，通（tōng）過傅裏葉變換得到（dào）動態修正後的信號。但是當傳（chuán）感器存在低阻尼共振時，這-方法的精度會受（shòu）到很大的影響。此時可以采用反濾波動態修正方法或是實時（shí）數值（zhí）微分修正方法來代替。

4.3實時監控數據的誤差處理方法

對於實施監（jiān）測中的原型觀（guān）測數據分（fèn）析，比（bǐ）擬可靠的分析（xī）方法是（shì）分析從（cóng）采集所得各控製部位原型數（shù）據誤差和統一控製部（bù）位不同批次（cì）監測數（shù）據的相對誤差。如果是由測量裝置的精度和性能所控製的誤差，一般認為是獨立的係統誤差，可參照設備的性能和技術指標來進行分析，確（què）定其誤差限值和（hé）進行必要的修正。而環境影響所帶來誤（wù）差非常複雜，在現（xiàn）有的技術條件下還難於（yú）進（jìn）行理論上（shàng）的分析和修正，因此對這類誤差的處理主要考慮環境條件改變對測量儀器的性能影響的間接手段來分析，分（fèn）析方法類似於隨機（jī）誤差的處理。

參考文獻

[1]鄭大為.橋梁檢測中的振動分析與應用[D]遼寧工程技術大學，2007.

[2]薛飛/舊橋梁監測理論與試驗研究[D].武漢大學，2004.

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