目前,我國對于中小跨徑橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的研究尚不成熟,存在健康監(jiān)測方案設(shè)計不夠完整、監(jiān)測指標的確定以及傳感器的優(yōu)化布置等問題有待改進。而大跨度橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)傳感器測點數(shù)目眾多、造價昂貴、維修成本高,并不適用于中小跨徑橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的建立。本文通過對高速公路不同截面形式的病害橋梁加固處治后,建立橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)進行實時監(jiān)測。
高速公路橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測內(nèi)容的確定,首先考慮橋梁結(jié)構(gòu)形式,針對各橋梁結(jié)構(gòu)的特點,選擇重點的監(jiān)測內(nèi)容。另外,考慮到為養(yǎng)護管理系統(tǒng)提供必要的信息、為養(yǎng)護、維修決策提供科學(xué)依據(jù)、做到預(yù)防性養(yǎng)護,增加輔助的監(jiān)測內(nèi)容。加固后的橋梁,常以環(huán)境與荷載條件監(jiān)測、橋梁幾何形態(tài)監(jiān)測、橋梁靜態(tài)與動態(tài)響應(yīng)監(jiān)測為主要監(jiān)測內(nèi)容,除了需要監(jiān)測以上常規(guī)內(nèi)容以外,也需要對處治后的病害進行監(jiān)測,例如結(jié)構(gòu)裂縫需要進行實時監(jiān)測,監(jiān)測裂縫的在運營過程中是否有發(fā)展的變化。
1、橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)成
高速公路橋梁健康監(jiān)測與安全評價系統(tǒng)包括:數(shù)傳感器系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理和控制系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)健康評估系統(tǒng)。
(1)傳感器系統(tǒng),將采集各類信號并傳輸?shù)礁浇墓ぷ髡尽﹄娮钁?yīng)變計、振弦應(yīng)變計、光纖光柵傳感器三種常用傳感器進行對比。傳感器的耐久性是影響長期健康監(jiān)測的主要因素,同時也需要傳感器具有精度高、測量范圍大、抗干擾能力強等優(yōu)點,對三種傳感器的綜合性能進行比較,光纖光柵傳感器是最佳選擇。
(2)數(shù)據(jù)采集站設(shè)計,數(shù)據(jù)采集站包括傳感器輸入輸出調(diào)理通道、網(wǎng)絡(luò)控制器、線路保護設(shè)備、輸入輸出端口,它是為戶外運行而設(shè)計的,它可以持續(xù)進行數(shù)據(jù)采集、預(yù)處理、傳輸并保存一定時段的采樣數(shù)據(jù)。具備在-20C~60C溫度變化范圍內(nèi)、濕度高的環(huán)境下工作的能力,具有強大電源凈化和電力后備功能。
(3)數(shù)據(jù)處理和控制系統(tǒng)的設(shè)計,監(jiān)測數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理包括預(yù)處理、二次預(yù)處理和邏輯組內(nèi)融合處理和組間相關(guān)分析處理三個過程。
2、橋梁健康監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)
對公路橋梁健康監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)分為初級預(yù)警及結(jié)構(gòu)預(yù)警兩部分。初級預(yù)警流程如下:首先抽取或識別的實時監(jiān)測信息和巡檢信息相對于模型結(jié)果異常時,加大工作站的采樣頻率及時段,再次抽取或識別的實時監(jiān)測信息和巡檢信息異常時,工作站便會進行系統(tǒng)自檢,這時如果訊號還是處于異常狀態(tài)初級預(yù)警程序?qū)詣訂印?/p>
為了保障高速公路的安全運營,避免災(zāi)難性事故的發(fā)生,針對某高速公路中小跨徑病害橋梁在加固施工完成后,不同截面形式(現(xiàn)澆箱梁、預(yù)應(yīng)力混凝土 T 梁、空心板梁),針對各橋梁結(jié)構(gòu)的特點,選擇重點的監(jiān)測內(nèi)容和相應(yīng)輔助的監(jiān)測內(nèi)容,合理的布置監(jiān)測測點,來對該高速公路病害橋梁進行長期健康監(jiān)測。同時也給其他中小跨徑橋梁加固后健康監(jiān)測系統(tǒng)的建立提供一定的經(jīng)驗指導(dǎo)。
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