橋梁健康監測意義

橋梁建成以後，受氣（qì）候、結構、材料、動力荷（hé）載等作（zuò）用，橋梁強度及（jí）剛度等隨著時間的推移而降（jiàng）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大，因此，橋梁健康監（jiān）測（cè）具有（yǒu）十分重要的（de）作用。

應力混凝土大跨（kuà）度連續橋梁結構簡單外觀漂亮，在（zài）國內應（yīng）用（yòng）廣泛。實際運營中，病橋不斷出現，對橋梁健康監測（cè）日顯重要，實際運營中，預應力混凝土大跨度連續梁橋的（de）橋梁病主（zhǔ）要集中在主梁、橋（qiáo）墩（dūn）的裂縫和變形等方麵。主梁及橋麵板（bǎn）在運（yùn）營階段（duàn）出現最多的病害就（jiù）是主梁腹板、頂板裂縫（féng）。橋墩病害（hài）主要是墩偏位和（hé）混（hún）凝土裂縫，所以，了（le）解橋梁的極限狀態、承載潛力及（jí）對橋（qiáo）梁的合理（lǐ）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、加速度、溫度、等數據來評估橋梁健康，及時發現並解決問（wèn）題。

設計原則

監測係統集傳感器（qì）技術、結構分析計算、計算機技術、網絡通訊技術等高新技術於一（yī）體（tǐ），長期用於（yú）結構損傷和狀態評估，滿足橋梁管理和運（yùn）維需求，設計原則如下：

簡潔實用，經濟可（kě）靠，性能穩定（dìng）；

立足實用為第一原則，兼顧考慮科學試驗和設計（jì）驗證等方（fāng）麵；

根據結構易損分析結果及養護管理需求進行監測（cè）點（diǎn）布設；

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

傳感器對比及選用

結構健康監測需（xū）要利用大量高性價比傳感器，對結構性能實時監測，獲取各種準確可靠信息，應變傳感器主要使用一下三種（zhǒng），鋼弦式應變計、電阻（zǔ）應變計、光纖光柵應變計，各有優劣，鋼弦式應（yīng）變計傳輸距離長、靈敏度高、蠕動（dòng）小適合長期監測、長導線不影響測量結果，但是體積大、抗電（diàn）磁幹（gàn）擾能力差；電阻（zǔ）式應變計體積小、靈敏度較高、動態響應（yīng）好，但是傳輸距離小（xiǎo）於100米、對絕（jué）緣要求高（gāo）、蠕變較大需（xū）進行長導線電阻影響的（de）修正；光纖光柵應（yīng）變計體積小、蠕變較小、靈敏度（dù）高、長導線不（bú）影響測（cè）量結（jié）果、信號傳輸距離可達十公裏、抗幹擾能力強、無需絕緣要（yào）求、動態響（xiǎng）應很好。

光纖光柵傳感器具有獨特的優點

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（lì）、應變力、結構損傷；

2、 與光纖之間天（tiān）然兼容，低損耗、光譜特性（xìng）好、可靠性高；

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

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

5、 高靈敏度、高分辨率。

為了長期監測的需（xū）求，采用光纖光柵傳感（gǎn）技術，遵從實用為主重點突出的原則，監測項目有（yǒu）：結構位移監測（cè）、溫度監測（主梁、環境）、結構動力特性監（jiān）測等方麵；結構位移監（jiān）測主要監測的物理量為主梁伸縮縫的位移、箱（xiāng）梁的撓度；結構動力特性監測主要涉及主梁振動。

橋梁健康（kāng）監測（cè）內容及要點

根據（jù）現場采集情況，分為四個板塊：數據采集模（mó）塊、傳（chuán）輸模塊、數據（jù）存儲、數據分析及（jí）顯示；數據采集（jí）模塊在過程現場采集到傳感器波長信息，數據傳輸模塊上（shàng）傳到服務器，數據存儲（chǔ）模塊分（fèn）析和分類存儲，最後在數據分析和顯示模塊進行處理，達到客戶需求。

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（yí）、裂（liè）縫（féng）。以上監測內容除撓度和振動（dòng）外，均采用（yòng）光纖光柵傳感器，光纖光柵傳感器串聯統一接（jiē）入到橋梁控製中心的光纖光柵解調儀中，進行（háng）分析處理並通過Internet上傳，實現遠程監控。

需要用到的光（guāng）纖光柵傳感器共有（yǒu）四種類型：溫度傳感器、應變傳感器、位（wèi）移傳感器、帶溫度自補償型應變（biàn）傳感（gǎn）器、少量電類傳感（gǎn）器進行加速度（dù）的數據采集。

對於連續橋梁，監測的重點截麵為梁的底麵，跨中、四分之一及四分（fèn）之三截麵和支點（diǎn），而且需要沿梁軸向對稱布設，橋墩需要承受一些彎矩，所以沿橋墩豎向布置（zhì）一些傳感器。

環境（jìng）監測：溫度、濕度、風壓等；

動力（lì）響（xiǎng）應監測：結構動力響應監測，選取主橋（qiáo）三跨的跨中，在斷（duàn）麵（miàn）處布（bù）置兩個加速傳感器；

動靜荷載力及結構溫度的監（jiān）測：應變的監測和結構溫度的監測；

撓度監測：監測由於荷載效應引起的橋麵撓度變化情況（kuàng），斷（duàn）麵（miàn）布置一隻水準儀；

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

橋（qiáo）麵位移監測：橋麵位移監測，每個斷麵設置兩隻位移傳感器；

超載（zǎi）監（jiān）測：在（zài）橋兩端設置動態地磅，實時監測車輛超載情況。

主要設備技術要求

1、 光纖光柵表麵安裝式應變傳感器

2、 光纖光柵溫度傳感器（qì）

3、 光纖光（guāng）柵溫度自補償應變傳感器

4、 光纖光柵位移傳感器

5、 光纖光柵解調儀

6、 電（diàn）類傳感器綜合采集儀