一、針對(duì)中小跨徑橋梁病害分析
根據(jù)中小跨徑橋梁的四種病害(沖擊型病害、自身型病害、整體連接型病害及其它病害)來(lái)定制相關(guān)監(jiān)測(cè)目標(biāo)才是合理的。沖擊型病害造成的直接影響即是橋梁振動(dòng)響應(yīng)明顯;自身型病害導(dǎo)致結(jié)構(gòu)自身工作性能下降,引起應(yīng)力、撓度及振動(dòng)頻率發(fā)生波動(dòng);整體連接型病害發(fā)生后響應(yīng)與自身型病害相當(dāng),但是較其更為明顯;其它病害僅對(duì)橋梁損傷產(chǎn)生間接影響,響應(yīng)累積或者疊加于自身型病害。因此,對(duì)自身型病害及整體連接型病害的監(jiān)測(cè)應(yīng)當(dāng)作為中小跨徑橋梁安全監(jiān)測(cè)的主要目標(biāo)。橋梁監(jiān)測(cè)的目的是為橋梁養(yǎng)管部門(mén)提供橋梁基本數(shù)據(jù),作為判斷橋梁運(yùn)營(yíng)狀態(tài)的依據(jù)。因此,所監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)是易于測(cè)量的、能反映結(jié)構(gòu)整體健康狀態(tài)的結(jié)構(gòu)參數(shù),并且能易于判斷橋梁的實(shí)際狀況。
二、監(jiān)測(cè)因素的選擇
應(yīng)力(應(yīng)變)監(jiān)測(cè)是反映橋梁結(jié)構(gòu)在荷載作用下構(gòu)件局部受力與破壞狀況的關(guān)鍵指標(biāo),通過(guò)對(duì)關(guān)鍵受力截面監(jiān)測(cè),不僅能直接了解各測(cè)點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài),從而為橋梁的承載能力、營(yíng)運(yùn)狀態(tài)和耐久能力提供依據(jù),還能通過(guò)控制點(diǎn)上應(yīng)力狀態(tài)的變異來(lái)判斷橋梁結(jié)構(gòu)是否出現(xiàn)損傷。應(yīng)力(應(yīng)變)作為監(jiān)測(cè)指標(biāo),不僅可以作為后期橋梁預(yù)警的實(shí)測(cè)值與閾值進(jìn)行對(duì)比,同時(shí)可以與規(guī)范值進(jìn)行對(duì)比,分別從截面和材料兩個(gè)層次可以對(duì)橋梁作出相對(duì)更為明確的判斷。
三、橋梁的振動(dòng)監(jiān)測(cè)考慮
橋梁的整體振動(dòng)特性(自振頻率和振型)與橋梁結(jié)構(gòu)的剛度、質(zhì)量及其分布有關(guān)是表征結(jié)構(gòu)整體狀態(tài)的一個(gè)重要參量,通過(guò)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)整體振動(dòng)特性的監(jiān)測(cè),能從整體上把握橋梁結(jié)構(gòu)的健康狀態(tài),并能反應(yīng)橋梁結(jié)構(gòu)承載能力的退化過(guò)程。但是對(duì)于橋梁振動(dòng)的監(jiān)測(cè),由于噪音、河流、車橋耦合等因素的影響,目前需要建立較完備的監(jiān)測(cè)系統(tǒng),對(duì)于中小跨徑橋梁,在現(xiàn)有技術(shù)條件下費(fèi)用較高,推廣難度較大,因此本文的系統(tǒng)研究中暫不涉及。
四、撓度的監(jiān)測(cè)考慮
橋梁撓度的大小可以判斷橋梁的繼續(xù)承載能力,是判定結(jié)構(gòu)整體性的重要技術(shù)參數(shù),可以整體反應(yīng)橋梁在荷載作用下的空間曲面效應(yīng),能直觀體現(xiàn)橋梁的運(yùn)營(yíng)狀況。但是,由于車輛駛過(guò)橋梁時(shí)彎曲變形時(shí)橫截面形心沿與軸線垂直方向的線位移信號(hào)(動(dòng)撓度)反映著梁體相對(duì)慣性空間的振動(dòng),是瞬態(tài)信號(hào),低頻分量豐富,橋梁動(dòng)撓度測(cè)試件目前尚存在技術(shù)難度,即使能采用最新技術(shù)(如 CCD 光電耦合技術(shù))進(jìn)行測(cè)量,費(fèi)用較大。因此,對(duì)于中小跨徑橋梁顯然是不夠經(jīng)濟(jì)的,撓度不作為本研究監(jiān)測(cè)內(nèi)容。
五、裂縫的監(jiān)測(cè)考慮
混凝土橋梁的病害發(fā)展、性能退化及結(jié)構(gòu)失效通常源于裂縫的發(fā)生和發(fā)展,因此裂縫監(jiān)測(cè)常作為混凝土橋梁監(jiān)測(cè)的重要內(nèi)容。但是,由于橋梁裂縫產(chǎn)生的原因眾多,裂縫出現(xiàn)位置隨機(jī)性較大,準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)存在難度和費(fèi)用較高的問(wèn)題,并且部分類型裂縫并不危及結(jié)構(gòu)安全,因此裂縫不作為本研究監(jiān)測(cè)內(nèi)容。
綜上所述,本研究以應(yīng)力(應(yīng)變)作為中小跨徑橋梁的基本監(jiān)測(cè)內(nèi)容,以實(shí)現(xiàn)對(duì)中小跨徑橋梁預(yù)警的目標(biāo)。