桥梁振动健康监测研究现状

目录

摘要 (2)

关键词 (2)

Abstract (2)

Keywords (2)

1、桥梁健康监测的概念 (2)

2、桥梁健康监测的内容 (3)

2.1施工阶段的健康监测内容 (3)

2.2 运营阶段的健康监测内容 (4)

3、桥梁监测方法 (5)

3.1 基于动力的健康监测方法 (5)

3.2 联合静动力的健康监测方法 (6)

4、桥梁健康监测系统的组成 (7)

桥梁健康监测系统部分应用实例 (9)

5、桥梁安全预警技术及结构健康状态评估技术 (13)

5.1结构实时损伤推断、定位与模型修正的理论和方法 (13)

5.2结构健康状态评定的理论与方法 (14)

5.3结构安全预警的多水平准则 (15)

6、健康监测系统造价 (16)

7、桥梁健康监测亟待解决的问题 (16)

8、参考文献 (17)

桥梁振动健康监测研究现状

摘要：建成的桥梁在长期的气候、环境以及动力荷载等多因素的耦合作用下，

会因材料的腐蚀与老化导致桥梁自身强度降低和刚度退化。这不仅直接行车安全，更会缩短桥梁的使用寿命。桥梁健康监测即Bridge health monitoring对桥梁结构在振动过程中或营运状况下进行检测与监测，并在此基础上对其安全性能进行评估是发展桥梁振动学科以及保证桥梁安全营运的重要内容。桥梁振动健康监测具有十分重要的作用。本文对桥梁健康监测的普及及其研究现状进行调查与展望。

关键词：桥梁振动健康监测系统抗震评估

Abstract:The bridge has built in the interaction of multi factors that long-term climate, environment and dynamic load, due to corrosion and aging bridge itself leads to the decrease of strength and stiffness degradation. This is not only a direct driving safety, but will shorten the service life of the bridge. Detection and monitoring of the operating condition of bridge structure during vibration, and on the basis of its safety performance assessment is the development of bridge vibration subjects as well as an important part to ensure the safe operation of the bridge. Vibration of bridge health monitoring plays an important role in . In this paper the popularization of the bridge health monitoring and research status will be survey and prospect.

Keywords: bridge health monitoring system vibration seismic evaluation

1、桥梁健康监测的概念

桥梁健康监测的基本任务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。

2、桥梁健康监测的内容

2.1施工阶段的健康监测内容

大跨桥梁结构由于在施工阶段受到施工荷载或自然环境因素的影响而使结构变形或受力与成桥状态的设计要求不符，因此为确保施工中桥梁结构的安全和保证结构物的外形和内力状态满足设计要求，需在施工中对其进行健康监测。其监测的主要内容有：

（1）几何形态检测。主要是获取已经完成的结构实际几何形态参数，如高程、跨度、结构或缆索的线形、构造物的变形和位移等。（2）桥梁结构的截面应力监测。这是桥梁施工阶段安全监测最重要的内容，包括混凝土应力、钢筋应力和钢结构应力的监测，它是桥梁施工过程的安全预警系统。

（3）索力监测。大跨径桥梁采用斜拉桥和悬索桥等缆索承重结构越来越普遍，斜拉桥的斜拉索、悬索桥的主缆索及吊索的索力是设计的重要参数，也是桥梁安全监测的主要监测内容。

（4）预应力监测。主要对预应力筋的张拉真实应力、预应力管道摩阻导致预应力损失以及永久预应力值进行监测。

（5）温度监测。对大跨径桥梁，特别是斜拉桥或悬索桥，其温度效应十分明显，斜拉桥的斜拉索随温度变化的伸缩，将直接影响主梁的标高；悬索桥主缆索的线形也将随温度而变化，此时对温度进行监测十分必要。

（6）下部结构的监测。对于斜拉桥和悬索桥等特大型桥梁，其构筑物基础分布集中，荷载集度通常非常大，因而必须对地基的内外部变形、地锚的应力以及主塔桩基的轴力等进行监测。

2.2 运营阶段的健康监测内容

（1）荷载监测。包括风、地震、温度、交通荷载、声荷载等。所使用的传感器有：风速仪——记录风向、风速进程历史，连接数据处理系统后可得到风功率谱；温度计——记录温度、温度差时程历史；动态地称——记录交通荷载流时程历史，连接数据处理后可得交通荷载谱；强震仪——记录地震作用；摄像机——记录车流情况和交通事故等。

（2）表面形貌监测。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、裂纹、斑点、凹坑等。所使用的传感器有：位移计、倾角仪、GPS、电子测距器（EDM）、数字像机等。（3）结构的强度监测。监测桥梁的应变、应力、索力、动力反应（频率模态）、扭矩等。所使用的传感器有：应变仪——记录桥梁静动力应变、应力，连接数据处理后可得构件疲劳应力循环谱；测力计（力环、磁弹性仪、剪力销）——记录主缆、锚杆、吊杆的张拉历史；加速度计——记录结构各部位的反应加速度，连接数据处理后可得结构的模态参数。

（4）振动监测。监测结构的振动、冲击、机械导纳以及模态参数等。

（5）性能趋向监测。监测结构的各种主要性能指标等。

（6）非结构部件及辅助设施。监测支座、振动控制设施等。

对于不同监测对象，由于影响其工作性能的控制因素不同，所以监测的物理参数各不相同。同一物理参数对不同的结构又具有不同的灵敏度，所以效果也不同。因此，桥梁结构健康监测中监测对象的选择是至关重要的一步。通常对于大型桥梁结构而言，常以振动监测、荷载监测、强度监测和表面形貌监测为主要目标，且通常选择灵敏度