桥梁监测方案详解.docVIP

摘要和关键词 【摘要】 结合工程实践，对桥梁监测系统进行了总体的介绍，可以初步了解桥梁监测系统的构成。分析了桥梁相应的危险有害因素并进行了相应的分类，同时，对检测过程中各种传感器的选择选择与使用也做了相应的介绍，本文同时对桥梁监测系统的数据采集，分析和相应的过程进行了介绍，阐述了每个部分的应用和各个系统之间的联系，是比较系统和完善的对桥梁监测系统做了相应的介绍，随着时代进步，安全监测会凸显出其重要性。 【关键词】 桥梁监测系统；监测设备；危险源；传感器；数据分析； 1、桥梁监测系统 1.1 桥梁检测的简介 桥梁安全监测是在传统的桥梁检测技术的基础上,运用现代化传感设备与光电通信及计算机技术, 实时监测桥梁运营阶段在各种环境条件下的结构响应和行为, 获取反映结构状况和环境因素的信息, 由此分析结构健康状态, 评估结构的可靠性, 为桥梁的管理与维护提供科学依据。在偶发事件( 如地震) 发生后, 可通过监测数据识别结构的损伤和关键部位的变化, 对桥梁结构的承载能力和抗风、抗震能力做出客观的定量的评估。由于桥梁( 尤其是斜拉桥、悬索桥) 的力学和结构特点以及所处的特定环境, 在桥梁设计阶段完全掌握和预测结构的力学特性和行为是非常困难的,桥梁的设计依赖于理论分析并通过风洞、振动台模拟试验预测桥梁的动力性能并验证其动力安全性。而结构理论分析常基于理想的有限元模型, 并且分析时常以很多假定为前提, 这种模拟试验和计算假定可能与真实桥位不完全相符。因此, 可以通过桥梁健康监测所获得的实际结构的动静力行为, 可以验证桥梁的结构分析模型、计算假定和设计方法的合理性, 而且监测数据可用于深入研究桥梁结构及其环境中的未知和不确定性问题。而且桥梁健康监测信息反馈于结构设计的更深 1.2 桥梁监测系统的结构 桥梁监测系统就是通过对桥梁结构进行无损检测, 实时监控结构的整体行为, 对结构的损伤位置和程度进行诊断, 对桥梁的服役情况、可靠性、耐久性和承载能力进行智能评估, 为大桥在特殊气候、交通条件下或桥梁运营状况严重异常时触发预警信号,为桥梁的维修、养护与管理决策提供依据和指导。桥梁监测系统的基本组成如图1所示。 图1　桥梁检测系统基本组成框图 1.3 桥梁监测系统的特点 桥梁监测系统作为现代桥梁系统中必不可少的一部分，有着极其重要的地位，对桥梁的安全和争产运行起到了极其重要的作用，基于对桥梁监测系统的研究，其具有以下一些共同特点: (1) 通过测量结构各种响应的传感装置获取反映结构行为的各种记录. (2) 除监测结构本身的状态和行为以外,还强调对结构环境条件(如风、车辆荷载等) 的监测和记录分析;同时,试图通过桥梁在正常车辆与风载下的动力响应来建立结构的“指纹”,并借此开发实时的结构整体性与安全性评估技术. (3) 在通车运营后连续或间断地监测结构状态,力求获取的大桥结构信息连续而完整. 某些桥梁监测传感器在桥梁施工阶段即开始工作并用于监控施工质量. (4) 监测系统具有快速大容量的信息采集、通讯与处理能力,并实现数据的网络共享. 1.4 桥梁监测系统的监测方面 桥梁监测的基本内涵即是通过对桥梁结构状态的监控与评估,为大桥在特殊气候、交通条件下或桥梁运营状况严重异常时触发预警信号,为桥梁维护、维修与管理决策提供依据和指导. 为此,监测系统对以下几个方面进行监控: ( 1) 桥梁结构在正常车辆荷载及风载作用下的结构响应和力学状态。 ( 2) 桥梁结构在突发事件( 如地震、意外大风或其它严重事故等) 之后的损伤情况。 ( 3) 桥梁结构构件的耐久性, 主要是提供构件疲劳状况的真实情况。 ( 4) 桥梁重要非结构构件( 如支座) 和附属设施( 如斜拉桥振动控制装置) 的工作状态。 ( 5) 大桥所处的环境条件, 如风速、温度、地面运动等。 2、桥梁危险源 2.1 桥梁中的危险因素 桥梁中存在诸多因素会导致桥梁发生事故，对这些因素的研究有助于我们对桥梁事故更好的预测和分析，可以更好地避免事故发生，减少人员伤亡和财产的损失，因此，桥梁监测系统所监测的因素主要有以下几方面。 ( 1) 荷载。包括风、地震、温度、交通荷载等。 ( 2) 几何监测。监测桥梁各部位的静态位置、动态位置、沉降、倾斜、线形变化、位移等。 ( 3) 结构的静动力反应。监测桥梁的位移、转角、应变应力、索力、动力反应( 频率模态) 等。 ( 4) 非结构部件及辅助设施。支座、振动控制设施等。 2.2 桥梁事故的事故树分析 针对可能发生的桥梁事故，分析导致的原因事件，然后根据这些原因事件建造事件树，确定成立的事故方案，并应用ANSYS软件等工具计算出桥梁结构在各种可能原因事件以及各种可能事故方案的作用下的空间应力状态；最后通过对这些可能事故方案的分析来确定事故的原因及机理。具体分析过程如图2所示。