橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)若干理論的思考

1、橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)若干理論的思考1橋梁健康監(jiān)測新概念橋梁健康監(jiān)測的基本內(nèi)涵即是通過對橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)的監(jiān)控與評估，為大橋在特別氣候、交通條件下或橋梁運(yùn)營情況嚴(yán)峻異樣時觸發(fā)預(yù)警信號，為橋梁維護(hù)濰修與管理決策供應(yīng)依據(jù)和指導(dǎo)。為此，監(jiān)測系統(tǒng)對以下幾個方面舉行監(jiān)控：（1）橋梁結(jié)構(gòu)在正常環(huán)境與交通條件下運(yùn)營的物理與力學(xué)狀態(tài)。（2）橋梁重要非結(jié)構(gòu)構(gòu)件（加支座）和附屬設(shè)施（如振動控制元件）的工作狀態(tài)。（3）結(jié)構(gòu)構(gòu)件耐久性。（4）大橋所處環(huán)境條件等。因?yàn)榇笮蜆蛄海ㄓ绕涫切崩瓨?、懸索橋）的力學(xué)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及所處的特定環(huán)境，在大橋設(shè)計階段徹低把握和預(yù)報結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性和行為是十分困難的。大跨度索交承橋梁的設(shè)計依靠于理論分

2、析并過風(fēng)洞、振動臺模擬實(shí)驗(yàn)預(yù)報橋梁的動力性能并驗(yàn)證其動力平安性。然而，結(jié)構(gòu)理論分析常基于抱負(fù)化的有限元離散模型，并且分析時常以許多假定條件為前提。在舉行風(fēng)洞或振動臺實(shí)驗(yàn)時對大橋的風(fēng)環(huán)境和地面運(yùn)動的模擬也可能與真切橋位的環(huán)境不全相符。因此，通過橋梁健康監(jiān)測所獲得的實(shí)際結(jié)構(gòu)的動靜力行為來驗(yàn)證大橋的理論模型、計算假定具有重要的意義。2健康監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計2.1監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計準(zhǔn)則按照功能要求和成本效益分析可以將監(jiān)測項(xiàng)目和測點(diǎn)數(shù)設(shè)計到所需的范圍，可以最優(yōu)化地抉擇并安裝系統(tǒng)硬件設(shè)施。因此，功能要求和效益-成本分析是設(shè)計橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的兩大準(zhǔn)則。2.2監(jiān)測項(xiàng)目不同的功能目標(biāo)所要求的監(jiān)測項(xiàng)目不盡相同。從目前橋梁工

3、程的進(jìn)展情況看，以下幾方面的問題可以借助橋梁健康監(jiān)測舉行深化研究或論證。（1）抗風(fēng)方面：包括風(fēng)場特性觀測、結(jié)構(gòu)在自然風(fēng)場中的行為以及抗風(fēng)穩(wěn)定性。（2）抗震方面：包括研究各種場地地面運(yùn)動的空間與時光變化、土-結(jié)構(gòu)互相作用、行波效應(yīng)、多點(diǎn)鼓勵對結(jié)構(gòu)響應(yīng)的影響等。通過對墩頂與墩底應(yīng)變、變形及加速度的監(jiān)測建立恢復(fù)力模型對橋梁的抗震分析具有重要的意義。（3）結(jié)構(gòu)整體行為方面：包括研究結(jié)構(gòu)在強(qiáng)風(fēng)、強(qiáng)地面運(yùn)動下的非線性特性，橋址處環(huán)境條件變化對結(jié)構(gòu)動力特性、靜力狀態(tài)（內(nèi)力分布、變形）的影響等。這對于進(jìn)展基于監(jiān)測數(shù)據(jù)的整體性評估方法十分重要。（4）結(jié)構(gòu)局部問題：例如邊界、聯(lián)接條件，鋼梁焊縫疲憊及其他疲憊問題，

4、結(jié)合梁結(jié)合面（包括剪力鍵）的破壞機(jī)制，等等。索支承橋梁纜（拉）索和吊桿的振動與減振、局部損傷機(jī)制等也值得進(jìn)一步觀看研究。（5）耐久性問題：橋梁結(jié)構(gòu)中的耐久性問題尚有很多問題必要深化研究。纜（拉）索與吊桿的腐蝕、銹蝕問題尤須重視。3橋梁健康監(jiān)測意義（1）監(jiān)控與評估。橋梁健康檢測的基本內(nèi)涵是通過對橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)的監(jiān)控與評估，為工程在特別氣候、交通條件下或運(yùn)營情況嚴(yán)峻異樣時發(fā)出預(yù)警信號，為橋梁維護(hù)、修理與管理決策供應(yīng)依據(jù)和指導(dǎo)。為此，監(jiān)測系統(tǒng)通常對以下幾個方面舉行監(jiān)控：橋梁結(jié)構(gòu)在正常環(huán)境與交通條件下運(yùn)營的物理與力學(xué)狀態(tài)；橋梁重要非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和附屬設(shè)施的工作狀態(tài)；結(jié)構(gòu)構(gòu)件耐久性；工程所處環(huán)境條件等。（2）設(shè)計驗(yàn)證。因?yàn)榇笮蜆蛄旱牧W(xué)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及所處的特定環(huán)境，在大橋設(shè)計階段平安把握和預(yù)報其力學(xué)特性和行為特性是十分困難的。因此，通過橋梁健康檢測所獲得的實(shí)際結(jié)構(gòu)的動靜力行為來檢驗(yàn)大橋的理論模型和計算假定具有重要意義。不僅對設(shè)計理論和設(shè)計模型有驗(yàn)證作用，而且有益于新的設(shè)計理論的形成。（3）研究與進(jìn)展。橋梁健康監(jiān)測帶來的將不僅是監(jiān)測系統(tǒng)和某種特定橋梁設(shè)計的反思，它還可能并成為橋梁研究的現(xiàn)場試驗(yàn)室