某大桥运营阶段长期健康在线监测实施方案

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仪接入 总线形 接 口模块 ， 这些采集 模块通 过 Ｒ ４ ５标 准总 线 ， Ｓ８ 与 主机相连接 。主机 中安装监控软 件对各个 采集模块 进行控 制 、 数
注： －主 拱 圈 变 形 观 测 点 。 点 上 安 装 圆 棱镜 在
图 １ 拱肋及桥墩变形测点布置图
为桥梁管理者提供 第一手数 据 。系统 布置如 ３ 吊杆索力测 试 。采用 弦振 法原 理测 试 吊杆索力 。通过 环 据采 集及数据分析 ， ） 境 随机激励 ， 采集 吊索的振 动加速度 ， 经过滤 波 、 大 、 盯 分析 ， 图 ３所示 。 放 Ｆ 得 到频 谱图 ， 根据 频谱 图得 到 吊索弦振 的各 阶频 率 ， 根据 频率 和 索力 的对应关系得到索力值 。索力 测量时 ， 注意测量 到 的频 率 要
６ 温度 场量 测 。由于 结 构温 度变 化 对 主梁线 形 、 ） 主拱 肋线 吊索温度测试选用 Ｊ 一６ ＭＴ３ Ａ型记忆智 能温度传感 器 ， 用振 采
形及变形 和主桥桥 墩位 移 、 降测 量等 内容 ， 过变形 监 测 网对 形 、 沉 通 控制截面应力影 响较大 ， 因此同步测量结构温度场非常重要 。 主桥拱肋 、 引桥线形 及变 形进 行监 测 ， 测各 测点 的空 间 坐标和 监
标高变化情况 。中承式 拱桥的拱肋线 形是变形 观测 的主要 内容 ， 弦 自动采集 系统 ，４ｈ连续测试温度变 化。在测温 吊索段 内预埋 ２
在两个主拱肋 的拱 脚 、／ 、 顶五 个控 制截 面处 共 安装 １ Ｌ４ 拱 ０个 圆 温度传感器 ， 以测量其 内部 的温 度场 分布 ， 把它 放在 桥址处 模 拟
通过振弦 自动采集 系统 ， 连续监控 营运 过程 中各关键 截面 温
度场 的分布情况 ， 温度传感器 已在施工监控 中埋设。
３ 系统 布置
本 系统 由监控主机 ， 弦式 自动数据 采集模 块 、 线形 接 口模 总
：
块， 弦式传感器 、 力水 准仪 以及 相应 的监控 软件 组 成。其 中锚 静 索计 、 变计 、 应 温度传感 器接 入弦式 自动数 据采集模 块 ， 静力水 准
ｔｏ ｘ ｅ ｅ ｃ ｏ ｏ ｓｉ ｉ ｌ ｒｅ ｇｎ ｅ ｎ ． ｉ ｎ ｅ ｐ ｒ ｎ ｅ ｆｒ ｄ ｍｅ ｔ ｓ ｉ ｃ ｍｉ ｎ ｉ ｅ ｒ ｇ ａ ｉ
Ｋｅ ｒｓ Ｍｏａｌ Ｓｕｔｒ ｇＳｓ ｍ（ Ｓ ） ｂｘｇ ｄｒ ｐｅｏｄｎ ｘｅ ｍｅｔ ｉ ， ｉ ａ ｏ ｒｌ ｙｗｏｄ ： ｖｂｅ ｈ ｔ ｉ ｙｔ Ｍ Ｓ ， ｏ ｉ ｅ， ｒｌ ｉｇｅｐ ｒ ｎａ ｏ ｌ ｅ ｃｎ ｏ ｅｎ ｅ ｒ ａ ｉ ｔ ｎ ｎｒ ｔ 收 稿 日期 ：０ １０ — ３ ２ １ －５ ０
２ ０ （ ）７ －１ ０ ６ ３ ：５８ ． 跨 中截 面荷 载一 位移 曲线见 图 ４ 图 ５ ， 。 从 观测 数据可知 ， 本模 架在荷载作用 下各部分 受力 均处 于弹 ［ ］ 傅光奇 ， ２ 王戒躁 ， 黄
清． 湛江海 湾大桥移 动模 架监 测 ［ ］ Ｊ．
性范 围 ， 实测值 与理论值 较为接近 。
加载 时按 三级加载 ， 载材 料采 用砂袋 与 钢筋 ， 载顺 序 为 和预拱 度的合理设置及箱梁 的线性标高控制提供 了依据。 堆 加 参考文献 ： 底板一腹板 一顶板 和翼 板。加载 物 的堆放 布置 严格模 拟 箱梁 的
１ 毛 杜春红． 海上桥 梁移动模 架施 工［ ］ 公路 ， Ｊ． 实际状态 ， 每级荷载加 至预 期吨 位时 ， 置时 间不 少于 ４ ｈ 主 梁 ［ ］ 石兆斌 ， 晓斌 ， 静 ，
４ ２ 试 验 结 果 应 用 ．
世界桥梁 ，０ ６ ３ ：９５ ． ２０ （ ）４ ・２ ［］ 谌 萌兵． 专 移动 模 架 预压 施 工 ［ ］ 山 西建 筑 ，００ ３ ３ 客 Ｊ． ２ １ ，６
根 据上述试验结果 ， 施工单位对移 动模架 现浇箱 粱的桥 面高 （ ４ ： １ ２ ２ ）３ ４２ ・ ２ 程 进行 了控制 ， 主要是采取设置合量 的预拱度 来抵 消 由于箱 梁浇 ［ ］ 冯 正 ， ４ 饶 广， 陈文超 ・ Ｘ ３ ９ ０ｔ 移动模 架上跨 公 Ｄ Ｚ ２ｍ－０ 型
某大 桥运营阶段长期健 康在 线监测 实施方案
李 革 新
摘 要： 分别 阐述 了对某大桥进 行运 营阶段长期健 康监 测的意 义和 监测 内容 ， 测试 方 法等 ， 并对监 测 系统 的组成及 布置
作 了简要说 明 ， 出通过对其运营阶段长期健康监 测 ， 够为分析桥 梁的健 康状 态， 指 能 评估 结构可靠性提供科 学依据 。
棱镜 ， 边拱 Ｌ ２共安 装 ４个 圆棱 镜 ， 在 ／ 以观 测拱 圈线 形 变化 和主 吊索 内高强钢丝 的温度 。
桥 桥墩 的位移 、 降情况 ， 沉 线形 测量 采用 Ｅ本进 口 Ｔ Ｐ Ｏ ｔ Ｏ Ｃ Ｎ精 密 电子水准仪及徕卡全站 仪。测点 布置如图 １所示 。
在主拱肋 的控制截面布置温度传感器 ， 测量温度场分布情 况。
方便 ， 要求永久控制 点 与测点 之间 能通视 ， 形监 测控制 点 位置 变
需根据 工程 实际情况来确定 。
主梁等结构 的控 制截面应变 自动化监测 ； ） ６ 主桥控制截 面环境 温
４ １ 试验 结 果分析 ．
了 良好 的效果 ， 为移动模架 在实桥浇筑混 凝土过程 中 的安 全使 用
，
作者简介： 李革新 （９ ６ ） 男， １７ 一 ， 工程师， 中交第三航务工程局有限公司铁路工程分公司， 上海 ２０４ ０９０
爹７ １ 荤
李 新 大 运 阶 长 健 在 监 实 方 革 ： 桥 营段期康线测施 案 某
・７ １・ ６
２ 变形监测 。大桥 的变形 监测 包括 ： ） 主桥拱 肋线形 ， 引桥线
关 键 词 ： 营 阶段 ， 康 监 测 ， 试 方 法 ， 运 健 测 系统 布 置 中 图分 类 号 ： ４６ Ｕ ４ 文 献标 识 码 ： Ａ
１ 长 期健 康 监测 的意 义和 目的
度 的 自动化 监控 。
． 大跨度 系杆拱桥发生在长期 的营运过程 中， 到系 杆预应 力 ２ ２ 测 试 方 法 受 ． ． 松弛 、 车辆荷载 、 台风 、 外界 天 气温 度 （ 节温 度 和局 部 温度 ） 季 变 ２ ２ １ 全桥 主梁 线形 及变形的 自动化监测 化、 水流 冲刷 、 船舶撞 击等 众 多因素 的影 响 。在 长期恒 载 和 活载
桥梁主要截面 的挠度是 评价 桥梁 质量及 运行 状态 的 重要 指 因此 ， 无论是荷载试验还是 健康状态 监测 ， 桥梁 主要截 面 的作 用下 桥梁结构受力状态处 于不停 的变 化 中， 桥梁 的强度 和刚 标 之一 ， 的挠度均是必须 检测 的 内容 。通 常挠 度测 量 目前 有 如下 几种 方 度会 随时间而有所下降 ， 桥梁的线形 和内力状 态会发生 一定 的变
阶次 高低对 索力测 量值 的影 响 ， 力换 算时 尽量采 用低 阶频 率 ， 索 否则 ， 需作相应 的修正 。吊杆频 率测量采 用单通道 专用 索力动测
仪 Ｊ ２ ８１测量 。有 ２根短 吊杆 已埋 设 ３ ０ｔ 力传 感器 ， ＭＭ－６ — ０ 压 可 通过振 弦 自动采 集系统 ２ ４ ｈ连续监 测 吊杆索 力 。通过 系统监控 软件 ， 桥梁管理者可 了解营运过程 中吊杆 索力的变化情况 。 ４ 系杆张拉力 测试 。采 用 Ｚ 一 ８ ） Ｘ３ Ｔ三弦智 能 型穿心 力传 感 ０
・
第３ ７卷 第 ２ ４期 １ ６ ・ ２０ １ １年 ８ 月 ６
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣ Ｔ Ｃ ＨＩ Ｅ ＴＵＲ Ｅ
Ｖ０ ｜ ７ Ｎｏ ２ ｌ３ ． ４ Ａｕｇ ２ ． ０１１
文章 编号 ：０ ９ ６ ２ （ ０ ）４ ０ ６ — ２ １０ — ８ ５ ２ １ ２ — １６ ０ １
捣 时施 加的恒载引起 的变形 。经过后期 制梁施工 实践证 明， 取得 路施 工安全措施研 究［ ］ 铁道 建筑 ，００，６ ９ ：３１ ・ Ｊ・ ２ １ ３ （ ） １－５
Ｐｒ ｌ ａ ｉ ｇ ｅ ｐｅ ｉ ｅ ａ ｉ ｎ ａ ｉ ｅ ｒ ｅｏ ｄ ｎ ｘ ｒｍ ｎｔ ｔｏ ｎｄ ｌｎ ａ
２． ２ 主桥拱肋 、 ２． 主桥桥墩的变形沉降人工观测 １ 变形监测控制 网的建立 。为 了实现 长期 监控 至少 要 在桥 ） 头附近设置 ４个 永久控 制点 ， 以建立 变形监 测控 制 网 ， 求永 久 要
控制点稳定 可靠 、 变形极 小 （ 通常要 打桩 至基 岩） 同 时为 了引测 ，
１ 百分表 ； ） 密水准仪 ； ） Ｐ ２精 ３ Ｇ Ｓ卫 星定 位系统 ；） 通液 位 ４连 化， 某大桥是采用钢性 吊杆结构建设 的桥梁 ， 跨度 大 ， 构体 系敏 法 ：） 结 其 挠 感性 强 ， 结构状 态一些较小的变化都 有可能导 致受力情 况发 生较 计 。对于大跨径桥梁 ， 单孔跨 径 在数百 米 内 ， 度 变化 要实 现 ４ｈ全 最佳 的 方式就 是连 通液位 计 的形式 。 大的改变 ， 至会影 响桥梁的安全 营运和正 常使用 寿命 。为 了及 ２ 天候 的 自动化监 测 ， 甚 用液 管将它们 连 时了解该大桥 主桥在 营运期 间结构是否 处于正 常使用状 态 ， 保证 该方法原理就是在参考点 和待测点布上传 感器 ， 并加人 液体 ， 这样 当 待测点相 对 于参 考点产 生挠 度变 形 桥 梁结构的安全和正 常功 能的实现 ， 须对桥 梁 的应力 （ 变 ） 接起来 ， 必 应 、 时， 其液 面会 发生改变 ， 传感器 监测这一变 化 ， 而达 到测量挠 度 从 系杆索力等状态变量进行 长期 的定期 观测 ， 为结构 的健康状 态评 估 、 护与管理工作提供依据 。 养