橋梁健康狀況檢測診斷
2015-07-23
所謂橋梁健康診斷系統(tǒng)，是指利用一些設(shè)置在橋梁關(guān)鍵部位的傳感器、測試元件、測試儀器，實(shí)時在線地量測橋梁結(jié)構(gòu)在運(yùn)營過程中的各種反應(yīng)，并將這些數(shù)據(jù)傳輸給中心控制系統(tǒng)，按照事先確定的評價方法與反應(yīng)閥值，實(shí)時地評價診斷橋梁結(jié)構(gòu)的健康狀況，必要時提出相應(yīng)的處理措施，并在極端情況下（如臺風(fēng)、地震）給出警示信號或處置對策，如關(guān)閉交通。目前，橋梁結(jié)構(gòu)健康診斷技術(shù)主要用于大跨度重要橋梁，是傳統(tǒng)長期監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展和延伸，它的特點(diǎn)表現(xiàn)在：監(jiān)測內(nèi)容比較全面、測試，診斷，評估，預(yù)警實(shí)現(xiàn)了自動化，能夠事先發(fā)現(xiàn)橋梁病害或結(jié)構(gòu)狀態(tài)的不利改變，并采取預(yù)防性處理措施。橋梁結(jié)構(gòu)性能德健康診斷技術(shù)不僅是保證大跨度橋梁的安全運(yùn)營的重要手段，而且可以補(bǔ)充、修改、完善大跨度橋梁的設(shè)計理論與設(shè)計規(guī)范，降低大跨度橋梁的維修費(fèi)用，因而具有重大的實(shí)用價值。
目前，橋梁健康診斷技術(shù)正在迅速發(fā)展之中，國內(nèi)外投入運(yùn)營的健康診斷系統(tǒng)也各有特色。一般來說，橋梁健康監(jiān)測診斷系統(tǒng)主要包括以下幾個功能模塊：
１、橋梁荷載源實(shí)時在線監(jiān)控。橋梁監(jiān)控內(nèi)容包括風(fēng)荷載、地震、溫度和交通荷載等，所使用的傳感元件大致有：風(fēng)速儀，記錄風(fēng)向、風(fēng)速、溫度、濕度差時程歷史，進(jìn)而分析溫濕度對結(jié)構(gòu)相應(yīng)的影響；車輛荷載稱重系統(tǒng)，記錄交通荷載源時程歷史，通過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)分析后可得測量荷載譜、超限車輛的統(tǒng)計特征等；強(qiáng)震記錄儀，記錄地震作用；攝像機(jī)，記錄車流變化情況和交通事故。
?。病缀巫兾槐O(jiān)測。采用ＧＰＳ、位移計、傾角儀、電子測距器、數(shù)字相機(jī)、全站儀等測試儀器，監(jiān)測橋梁各部位的靜態(tài)位置的幾何變位。
?。?、結(jié)構(gòu)反映監(jiān)測。如采用壓磁傳感器記錄主纜索股、斜拉索、系桿、吊桿的張力歷史變化；采用應(yīng)變儀記錄橋梁主要受力構(gòu)件測應(yīng)變歷程，儀評估構(gòu)件的疲勞性能與殘余壽命；用拾振儀記錄橋梁結(jié)構(gòu)個部位的動態(tài)反應(yīng)，如加速度、振幅、分析監(jiān)測結(jié)構(gòu)的動力特征等。
?。础⒈O(jiān)測數(shù)據(jù)處理。橋梁檢測監(jiān)測系統(tǒng)在采集到上述海量數(shù)據(jù)后，要根據(jù)具體橋梁的特點(diǎn)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析處理，實(shí)時、合理地分類儲存、更新、篩選、壓縮、挖掘個匯總內(nèi)外部環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)靜動力監(jiān)理數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)邊界條件及荷載試驗(yàn)數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)分析與逆分析數(shù)據(jù)、日常巡養(yǎng)護(hù)維修數(shù)據(jù)，事故災(zāi)害處理數(shù)據(jù)等，以便由表及里，去偽存真，去粗存精，為數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸、動態(tài)顯示查詢、結(jié)構(gòu)損傷診斷與評估服務(wù)。
５、結(jié)構(gòu)損傷診斷與評估。根據(jù)大量的監(jiān)測數(shù)據(jù)，結(jié)合人工巡查所得出的局部損傷、破損檢測結(jié)果，利用機(jī)構(gòu)損傷診斷分析方法，按照事先確定的評價方法與反應(yīng)閥值，實(shí)時評估結(jié)構(gòu)損傷程度、性質(zhì)，進(jìn)而判斷橋梁可能存在的質(zhì)量隱患、發(fā)展趨勢及其結(jié)構(gòu)安全運(yùn)營造成的恰沒在威脅，預(yù)測結(jié)構(gòu)狀態(tài)的改變、損傷程度或安全程度，必要時根據(jù)反應(yīng)閥值、提出預(yù)警，為橋梁評估、管理、養(yǎng)護(hù)以及橋梁加固維修提供科學(xué)依據(jù)。在突出性極端事件（如地震、強(qiáng)臺風(fēng)、超重交通荷載等）發(fā)生后，能夠全面，快速地診斷出結(jié)構(gòu)損傷程度，進(jìn)行結(jié)構(gòu)性能的全面評估，必要時提出相應(yīng)的處理措施，以便采取交通管制措施或確定維修加固對策。
