浅谈既有桥梁基础不均匀沉降实时监测系统的开发

修加固、 重建 ， 加之资源紧张、 缺少资金 ， 这就催生了
工程 师们 对桥 梁缺 陷桥梁 原 因的调 查 以及 相应 的维 修 加 固技术探 索 ， 从 而 尽 量 减 少 因 重建 所 带来 的财
家经验 、 实践经验、 计算模型等设置好的桥梁健康状
态评 估软 件 ， 状 态评 估 系统 可 以将 上 一 系统 所 传 输
第 ９期
杨
勇等 ： 浅谈 既有桥梁 基 础不 均匀 沉降 实时 监测系统 的开 发
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２ 既 有 桥 梁 基 础 不 均匀 沉 降监 测 系 统 发 展 思 路
沉降进行实时监测可以预 防、 减少 由下部结构 不均匀沉 降对上部结构 甚至是 桥梁整体结 构的失稳 和破坏。应用 现 有 的激光技术 、 北斗卫星定位与通讯系统 、 无线传输手段等开发低成本 、 易操作 、 高精度 的桥 梁基础不均匀沉 降监测
系统是保 障既有桥梁安全 、 稳定运营 的重要手段和发展方向。
１ ） 传感器系统 ： 主要是指布设在需要实时监测
的桥梁重 要部 位 的传 感 器 、 应 变器 等 硬件 与其 接 口 系统 ， 它们 能实 时监测桥 梁相关 系统 的工 作状 况 ， 并 进行 信号 的拾取 与转换 ； ２ ） 信号 采集系统 ： 相 当 于 一 个 信 号 收 集 的 基 站， 主要是 指 由安装 在 桥 梁 结构 上 或 附 近 区域 的信 号 放大 器 、 传输 光 缆 、 计算 机 系统 等共 同工作 所组 成 的一个 工作 系统 ， 它 能对 传 感 器 系统 发 出的信 息 进 行收集 汇 总 ， 并将 其实 时传输 给信 息分 析系统 ；
第 ２ ９卷 第 ９期 ２ ０ １ ３年 ５月
百度文库
甘肃科 技
Ｇａ ｎ ｓ ｕ Ｓｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
ｌ ｆ ． ２９ Ⅳ０ ． ９ Ｍａ ｙ． ２０１ ３
浅 谈 既 有 桥 梁 基 础 不 均 匀 沉 降 实 时 监 测 系统 的 开 发
桥 梁实 时监测 系统 的发 展大体 可 以分为 ３个 阶 段： 第 一 阶段是 对 监 测 系统 的研 究 探 索 阶段 ＿ ２ Ｏ
世纪 ４ ０— ５ Ｏ年代 ， 由 于战后 急需对 破损 桥梁进 行 维
系统的大脑 ， 它将采集系统所采集 、 传送过来 的信号
进 行实 时分 析 ， 依 据 提前 设 置 好 的软 件 程 序进 行 运 算并将 结果 输 出给桥梁 状态评 估 系统 ； ４ ） 状态 评 估 系 统 ： 通过事先依据 相关规范 、 专
生 以后 先 由人 工 巡检 ， 之 后 再 请 专业 的工 作 人员 对 桥梁基 础沉 降 以及 发 生 的破 坏 情 况进 行 专 业 分析 ， 最后通 过 分析结 果对 桥梁结 构进 行加 固维修 甚 至是 推 到重建 ； 桥梁健 康诊 断 系统理 论与 实践 的发 展 ， 虽 然 也促 成 了一 些针 对基础 不均 匀沉 降进行 实 时监测
等的不断发展 ， 桥梁的健康状况实时监测系统正朝 着智能、 经济、 简便 的方 向不断完善 。
现代桥 梁 实时监 测系统 主要包 括 ４个方 面 ：
带来更大的压力， 因此 ， 对既有桥梁基础不均匀沉降 进行实时监测以预防和减少其所带来 的危害已经刻 不容缓。传统 的桥梁健康诊断都是在危害或事故发
关键 词 ： 既有桥梁 ； 基础不均匀沉降 ； 实时监测 系统 ； 开发
中图分类号 ： Ｕ ４ ４
我 国是一 个桥梁 生产建 设 的大 国 ， 截至 ２ ０ １ ２年 底， 既 有桥 梁 就 已达 ６ ３万座 之 多 。近 年来 ， 由于 基 础 不均 匀沉 降导致 的既 有 桥梁 安 全 事 故 频发 ， 对 破 损桥梁 的加 固维 修甚至 是推倒 重 建会耗 费 巨大 的人 力、 物 力 和财力 ， 而且势 必会 给本 就繁忙 的公 路交通
同 目的 的子系统 。
力与物力上的压力 ， 但该 阶段 的工作 主要是通过人
工 巡查 、 目测 的 方 式 完 成 ； 第 二 阶段 是 理 论 发 展 阶 段— — 时 间到 了 ６ Ｏ一 ７ Ｏ年代 ， 桥梁 监测 系统迎 来 了
其 发展 最 为重要 的一 个时期 ， 在 这个 时期 内 ， 大量 的 对 桥 梁健康 检测 、 监测 的理 论得 以发展 起来 ， 与其 相
对应 的对桥 梁状 况评 估 的方 法也 不 断 粉 墨登 场 ， 这 就 给桥梁检 测 系统 的 继续 发 展 奠定 了坚 实 的基 础 ； 第 三 阶段 是实 践完善 阶段— —从 ２ Ｏ世 纪 ８ ０年 代 后 期 至今 ， 伴 随着通信 技术 、 电子 技术 、 材料 、 网络 技术
过来的信息进行 自行运算， 并最终会对桥梁实时状 态做一个定性 的判 断， 然后 以可视化或者 数字化 的
方式反馈 给相关工 作人 员 。 目前市 场上现 存 的有些 大型 的 、 复 杂 的桥 梁 健 康状 态 实 时监 测 系 统 还包 括 数据储 备 系统 和报警 系统等 两个 甚 至 更多 、 具 备 不
杨 勇 ， 吕国栋 ， 王洪志 ， 王 天
（ １ ．兰州交通大学 ， 甘肃 兰州 ７ ３ ０ ０ ７ ０ ； ２ ． 华北 电力设计院工程有限公司 ， 北京 １ ０ ０ ０ ３ ２ ）
摘
要： 既有桥梁基础不均匀沉降是造成桥梁整体结 构失稳 的一个重要 原因 ， 通过 应用监测 系统 对桥梁基础不均匀
３ ） 信 息分析 系统 ： 该 系 统相 当于桥 梁 实 时 监测
的系统 出现 ， 但是大多造价 昂贵 、 操作繁琐； 伴随着
我 国科 技 实力 的不 断发 展 ， 给 生 产 具 备全 部 自主 产 权、 廉价、 高效 的实 时监测 系统带 了新 的契 机 。
１ 桥 梁 实 时 监测 系统 概 述