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跨海大桥健康监测的关键技术分析 郭 健 (浙江省舟山连岛工程建设指挥部，浙江舟山316000) [摘要] 以舟山大陆连岛工程为背景 ，阐述和讨论了在跨海大桥中开展健康监测的重要性和研究现状，并分 析了跨海大桥健康监测和损伤识别所面临的关键技术问题和研究趋势，提出了考虑非线性效应和荷载激励 特征来开展复杂结构损伤识别的研究思路，以提升通过大型健康监测系统来实现桥梁损伤评估的能力。 [关键词] 跨海大桥；舟山大陆连岛工程；健康监测；损伤识别 [中图分类号] U445．7 [文献标识码] A [文章编号] 1009—1742(2010)07—0090—06 I 为岑港大桥、响礁f-j~桥、桃天 门大桥、西堠门大桥、 1 前言 金塘大桥。其中西堠门大桥采用主跨为 1650m的 近年来，随着东海大桥、杭州湾大桥以及舟山大 两跨连续钢箱梁悬索桥，跨径为世界第二，仅次于 日 陆连岛工程跨海大桥等跨海大桥的陆续建成，我国 本的明石海峡大桥 (钢桁梁悬索桥)；金塘大桥的主 的跨海大桥建设水平已跃居世界前列。 通为钢箱梁斜拉桥，主跨620m，是我国在外海条件 舟山大陆连岛工程连接舟山、宁波两市，全长 建设的跨度最大的斜拉桥 。 49．96km(见图1)。工程包括 5座跨海大桥，分别 图1 舟山大陆连岛工程5座跨海大桥布置图 Fig．1 Planof5bridgesofZhoushanIslandsLinkProject 跨海大桥一般在建设过程中就要面I临诸多的技 条件下，大跨径桥梁在结构选型和构造设计中必须 术挑战，需要解决许多在常规桥梁建设中不会遇到 考虑风致破坏问题 ，针对结构颤振和涡激共振必须 的设计和施工难题，很多建设技术参数已经突破了 采取有效的措施 。例如，著名的美 国塔科玛大桥就 现有行业规范的考虑范围，桥梁建设技术也在不断 曾遭受风致破坏。而跨海大桥常常会采用跨越能力 的创新中发展。同时对处于复杂海洋环境中的跨海 强的大跨径悬索桥，悬索桥属柔性结构，抗风问题显 大桥，在其全寿命周期中，结构不仅承受着车辆荷载 得更为突出，所以确保跨海大桥的抗风性能和抗风 的作用，而且还会遭受各种可能的突发性因素 (如 安全是一个十分关键的技术问题 。对实测风环境和 台风、地震、船舶撞击等)的影响，从服役开始就面 结构在风荷载下的反应进行监测十分必要。 临着损伤积累的威胁，在其漫长的服役期中，会不断 2)跨海大桥位于恶劣的海洋环境 中，在这种环 出现损伤、维修、再损伤、再维修，直到服役期结束。 境下混凝土结构的腐蚀状况要比其他环境下的严重 严格地讲，桥梁结构的健康状态是在不断地发生着 得多。导致海水中混凝土腐蚀的因素主要包括：钢 变化。如果能够对跨海大桥结构进行实时的状态监 筋锈蚀、冻害、化学腐蚀、结晶压力以及海洋微生物 测，针对易损构件进行实时的损伤诊断，就可实时了 作用、流水波浪的磨损与冲刷等。因此，防止钢筋锈 解结构服役状态，及时完成必要的维护和修复，那么 蚀延长结构使用寿命，确保跨海大桥的耐久性是一 就可避免 由于桥梁结构整体失效所造成的工程 个十分突出的问题，也需要长期给予监测和关注。 事故。 3)最近的二十余年，全球发生了许多次大地 震，在这几次地震灾害中都有一个共同特点，即由于 2 跨海