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橋梁監(jiān)測(cè)

橋梁監(jiān)測(cè)是通過(guò)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)的監(jiān)控與評(píng)估，為橋梁在特殊氣候交通條件下或橋梁運(yùn)營(yíng)狀況嚴(yán)重異常時(shí)觸發(fā)預(yù)警信號(hào)，為橋梁維護(hù)、維修與管理決策提供依據(jù)和指導(dǎo)。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)以下幾個(gè)方面進(jìn)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(yíng)的物理與力學(xué)狀態(tài)；橋梁重要非結(jié)構(gòu)構(gòu)件（如支座）和附屬設(shè)施（如振動(dòng)控制元件）的工作狀態(tài)；結(jié)構(gòu)構(gòu)件耐久性；橋梁所處環(huán)境條件等。

監(jiān)測(cè)范圍

1．敏感部位監(jiān)測(cè)。一般只在橋梁內(nèi)力、應(yīng)變、位移變化和裂紋產(chǎn)生對(duì)橋梁影響至關(guān)重要的（敏感）部位進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

2．總體監(jiān)測(cè)。特大橋梁構(gòu)造復(fù)雜，難以做地毯式人工監(jiān)測(cè)。鑒于特大橋梁的重要性，需要適時(shí)地得到橋梁正常工作的總體狀況。通過(guò)對(duì)可能取得的橋梁工作參數(shù)，采用不同的方法進(jìn)行“識(shí)別”找到橋梁異常的一個(gè)或幾個(gè)可能部位，再由配備檢測(cè)設(shè)備的專業(yè)人員到可能異常部位檢測(cè)。

監(jiān)測(cè)方式

1．人工監(jiān)測(cè)：配備簡(jiǎn)單的儀器，用人工作地毯式監(jiān)測(cè)，用模糊分級(jí)描述橋梁狀況，一般可作為定期監(jiān)測(cè)、突發(fā)性事件后的特別監(jiān)測(cè)。

2．自動(dòng)監(jiān)測(cè)：用固定在橋梁上的專用設(shè)備，適時(shí)地監(jiān)測(cè)橋梁的工作參數(shù)；由專用設(shè)備和軟件對(duì)工作參數(shù)進(jìn)行識(shí)別加工，得到能反映橋梁工作狀態(tài)的狀態(tài)信息；再用特定的方法分析這些狀態(tài)信息并與橋梁的健康檔案相比較，給出橋梁的健康狀況或損傷狀況。一般適用于特大的或重要的橋梁在線監(jiān)測(cè)。這種方法自動(dòng)化程度高，是當(dāng)前研究熱點(diǎn)與發(fā)展方向；但是難度大，目前使用尚少。

3．聯(lián)合監(jiān)測(cè)：考慮到前兩種方法的實(shí)際情況，用各種小型的自動(dòng)化程度較高的儀器，配合人工監(jiān)測(cè)，是一個(gè)比較可行的方案。

監(jiān)測(cè)的狀態(tài)

1．靜態(tài)：監(jiān)測(cè)橋梁結(jié)構(gòu)的靜態(tài)幾何和力學(xué)參數(shù)，用以分析橋梁結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)。靜態(tài)監(jiān)測(cè)比較困難，一般都是加載檢測(cè)。但是靜態(tài)參數(shù)比較直觀地反映了橋梁的工作狀態(tài)。

2．動(dòng)態(tài)：監(jiān)測(cè)橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)幾何和力學(xué)參教，用以分析橋梁結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)。動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)適于運(yùn)營(yíng)監(jiān)測(cè)。

常規(guī)監(jiān)測(cè)的工作參數(shù)及橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與手段

1．常規(guī)監(jiān)測(cè)的工作參數(shù)

(1)位移。包括絕對(duì)位移和相對(duì)位移，靜位移和動(dòng)位移。

(2)變形。如靜動(dòng)撓度、靜動(dòng)應(yīng)變等。

(3)力。如索的張拉力。

(4)動(dòng)力參數(shù)。如速度、加速度，可轉(zhuǎn)換成頻率、振型，再轉(zhuǎn)換成張力、位移。

(5)外觀和完整率。如氣蝕、磨損、裂縫、剝落。

(6)物理化學(xué)現(xiàn)象。如混凝土堿集料反應(yīng)、混凝土中性化（碳化、酸雨、氯蝕）、鋼材銹蝕。

(7)環(huán)境。如風(fēng)速（向）、空氣（或橋體）溫度、地震、交通量（和荷載）。

2．橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與手段

橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由傳感器（包括傾角傳感器、加速度傳感器、溫度傳感器、應(yīng)力傳感器、拉力傳感器、壓力傳感器、位移傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器等）、信號(hào)調(diào)理模塊、傳輸模塊、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、健康監(jiān)測(cè)模型、預(yù)警模塊等組成。橋梁健康監(jiān)測(cè)模型如圖1B413045所示。主要儀器包括位移（量程）計(jì)、傾斜儀、（高程、方位、距離）測(cè)量設(shè)備、GPS、數(shù)字成像機(jī)；位移傳感器、電阻應(yīng)變儀、壓電式應(yīng)變儀、振弦應(yīng)變儀、分布式光纖應(yīng)變計(jì)；壓力環(huán)、磁彈性張力計(jì)、油壓計(jì)、剪力銷等；速度計(jì)、伺服（或壓電）加速度計(jì)算；刻度放大鏡、數(shù)字成像機(jī)、超聲探測(cè)儀、地面雷達(dá)等；化學(xué)試劑試驗(yàn)、由外觀特征判斷、鋼筋銹蝕儀；風(fēng)向（速）計(jì)、空氣（或埋人式）溫度計(jì)、當(dāng)?shù)氐牡卣鹩^測(cè)數(shù)據(jù)、交通量觀測(cè)儀、埋人（或移動(dòng)）式稱重儀、攝像機(jī)。

首先各種傳感器采集橋梁運(yùn)行過(guò)程中的各種形態(tài)變化，經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理后，通過(guò)傳輸模塊傳輸回總控監(jiān)測(cè)室，總控中心有大型的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)針對(duì)橋梁總體的各種信號(hào)進(jìn)行采集，將采集到的信息記錄并由健康監(jiān)測(cè)模型分析，當(dāng)橋梁變形超差、振動(dòng)超差、位移超差、應(yīng)力超差時(shí)，啟動(dòng)預(yù)瞀模塊，為橋梁維護(hù)人員提供維修維護(hù)信息，避免橋梁因在非健康狀態(tài)下使用而導(dǎo)致垮塌等引起的財(cái)產(chǎn)損失。