大型桥梁健康监测概念与监测系统设计(doc15)-经营管理(编辑修改稿)

大型桥梁健康监测概念与监测系统设计(doc15)-经营管理(编辑修改稿)内容摘要：

的反思，它还可能并应该成为桥梁研究的 现场实验室。 尽管桥梁抗风、抗震领域的研究成果以及新材料新工艺的出现不断推动着桥梁的发展，但是，大跨度桥梁的设计中还存在很多未知和假定，超大跨度桥梁的设计也有许多问题需要研究。 同时，桥梁结构控制与健康评估技术的深入研究与开发也需要结构现场试验与调查。 桥梁健康监测为桥梁工程中的未知问题和超大跨度桥梁的研究提供了新的契机。 由运营中的桥梁结构及其环境所获得的信息不仅是理论研究和实验室调查的补充，而且可以提供有关结构行为与环境规律的最真实的信息。 另外，桥梁振动控制与健康评估技术的开发与应用性也需要现场试验与调查。 7 综上所述，大型桥梁健康监测不只是传统的桥梁检测加结构评估新技术，而是被赋予了结构监控与评估、设计验证和研究与发展三方面的意义（图 1）。 三、健康监测系统设计 1．监测系统设计准则 从表 1给出的两座大型桥梁健康监测系统的测点布置情况可以看出，两个监测系统的监测项目与规模存在很大差异。 这种差异除了桥型和桥位环境因素外，主要是因为对各监测系统的投资额和（或）建立各个系统的目的（或者说是对系统的功能要求）不同。 8 因此，桥梁监测系统的设计实际上有意或无意地遵循着某些准则。 显然，监测系统的设计应该首先考虑建立该系统的目的和功能。 上节所述的桥梁健康监测三方面的意义也正是桥梁健康监测的目的和功能所在。 对于特定的桥梁，建立健康监测系统的目的可以是桥梁监控与评估，或是设计验证，甚至以研究发展为目的；也可以是三者之二甚至全部。 一旦建立系统的目的确定，系统的监测项目就可以基本上确定。 另外， 监测系统中各监测项目的规模以及所采用的传感仪器和通信设备等的确定需要考虑投资的限度。 因此在设计监测系统时必须对监测系统方案进行成本一效益分析。 成本 效益分析是建立高效、合理的监测系统的前提。 根据功能要求和成本一效益分析可以将监测项目和测点数设 9 计到所需的范围，可以最优化地选择并安装系统硬件设施。 因此，功能要求和效益 成本分析是设计桥梁健康监测系统的两大准则。 2．监测项目 不同的功能目标所要求的监测项目不尽相同。 绝大多数大跨度桥梁监测系统的监测项目都是从结构监控与评估出发的，个别也兼顾结构设计验证甚至部分监 测项目以桥梁问题的研究为目的 [5]。 文献 ［ 12］ 通过对国内多座运营中的斜拉桥进行大量病害调查与检测分析，提出了用于斜拉桥状态监控与评估的颇具代表性的监测项目。 如果监测系统考虑具有结构设计验证的功能，那就要获得较多结构系统识别所须要的信息。 因此，对于大跨度余支承桥梁，须要较多的传感器布置于桥塔、加劲梁以及缆索 /拉索各部位，以获得较为详细的结构动力行为并验证结构设计时的动力分析模型和响应预测。 另外，在支座、挡块以及某些连结部位须安设传感器拾取反映其传力、约束状况等的信息。 目前，某些监测系统以开发结构整体性与 安全性评估技术为目的之一。 结合桥梁问题研究的监测系统虽不多见，但有些系统也有监测项目是专为研究服务的。 与理论研究相关的监测项目可以根据待研究问题的性质来确定。 从目前桥梁工程的发展状况看，以下几方面的问题可以借助桥梁健康监测进行深入研究或论证。 10 抗风方面：包括风场特性观测、结构在自然风场中的行为以及抗风稳定性。 抗震方面：包括研究各种场地地面运动的空间与时间变化、。