基于互联网的连续梁桥安全运营监测技术研究论文_唐建平1,温兴水2

1、杭州市交通运输发展服务中心 浙江杭州 310000;2、杭州市公路管理局 浙江杭州 310000

摘要:到目前为止,国内外对大型桥梁的安全重视程度较高,但普遍缺乏对中小型桥梁健康监测系统的建设工作,众多的中小型桥梁运营期间存在着严重的安全隐患。本文以连续梁桥为研究对象,基于互联网的安全在线运营监测技术,通过现场实时监测数据进行受力性能分析和研究,管理者可通过该监测系统查看桥梁技术状况评估状态、测试截面、测点布置、预警统计及车辆过桥数据统计等信息,对以后类似桥梁的在线安全监测研究有借鉴作用。

关键词:连续梁;在线监测;过桥车辆监测

1、引言

由于气候、环境等自然因素的作用和日益增加的交通流量及重车、超重车过桥数量的不断增加,桥梁结构随着桥龄的不断增长,结构的安全性和使用性能必然发生退化,桥梁结构性能劣化和损伤若不能被及时的发现并得以合理维护和维修,其后果轻则影响桥梁正常使用,重则缩短桥梁使用寿命,甚至导致突发性的桥梁破坏、坍塌等重大事故。随着人们对桥梁结构安全性、耐久性与日常功能使用的日益关注,桥梁安全运营监测系统应运而生。目前,浙江省多座大桥和特大桥都已安装桥梁结构监测系统,值得注意的是,早期建立的桥梁结构监测系统大多以单个桥梁为主要分析对象,普遍缺乏对中小型桥梁安全运营监测系统的建设工作,缺少应用监测系统对整体路网中小跨径桥梁安全状况把握的全局思想。

本文以某连续梁桥为背景展开安全运营监测技术研究,根据连续梁的受力特点及该桥的病害情况选取主要监测参数进行实时监测,通过在线监测系统平台,管理者可查看桥梁技术状况评估状态、测试截面、测点布置、预警统计及车辆过桥数据统计等信息,对以后类似桥梁的在线安全监测研究有借鉴作用。

2、工程概况

该桥梁全长682m,纵向布置为(11´16+8×35+2´62+1×95)m,桥梁总宽24.5m,行车道宽21.5m,横向布置为0.5m(护栏)+10.75m(行车道)+2m(中央隔离带)+10.75m(行车道)+0.5m(护栏)=24.5m。桥梁于2000年建成,桥梁设计荷载等级:汽-超20。通过查阅该桥的检测报告可知:桥梁总体技术状况等级为2类桥梁,桥梁主要病害为主桥腹板斜向裂缝43条,横向裂缝174条;主桥顶板纵向裂缝24条,横向裂缝1条。右幅第中跨尤为严重,因此本次选取该桥右幅中跨(18#~19#)为主要监测研究对象。

3、监测内容和方法

根据连续梁的受力特点及病害情况选定中跨跨中截面及腹板裂缝截面作为桥梁响应监测控制截面。监测的内容包括应力监测、挠度监测、裂缝监测及过桥车辆荷载监测。其中应力监测采用表面式数码动态应变传感器,挠度监测采用挠度沉降测试仪,裂缝监测采用磁感应数码应变计,称重监测采用称重传感器。

4、测点布置

选取中跨跨中顶板纵向裂缝截面和腹板斜向裂缝截面为主要裂缝监测截面,其中在中跨跨中截面箱室底部布设2个数码静态应变传感器,中跨跨中截面箱室顶部布设1个挠度沉降测试仪,中跨跨中截面顶板和附近腹板位置各布设1个数码式裂缝传感器。

5、监测数据分析

(1)应变监测

桥梁结构应力监测的主要目的在于:直接判断测试位置应力是否处于安全水平;根据梁体实时应力监测的数据统计分析,评估桥梁工作性能状况。调取其中一段时间区域实时监测数据如图1所示。由图1可以看出在车辆过桥时箱梁应变发生变化,如有重车经过,应变的变化比较明显,但变化范围较小,未超过理论预测值。

图1连续梁桥跨中截面底板应变监测数据

(2)相对位移监测

将近期监测的结果按照每10分钟统计分析,监测统计分析结果如图2所示。由图2可看出,当车辆过桥时所监测连续梁跨中截面挠度响应明显,并且从图中可以看出零点设置的基线在变化,主要是由于温差的变化引起。

图4超限车辆(总重)车流量数据统计

6、结论

本文通过基于互联网的连续梁桥安全运营监测技术研究,通过桥梁安全运营监测系统的在线实时监测,可随时查看桥梁技术状况评估状态、测试截面、测点布置、预警统计及车辆过桥数据统计等信息,为今后此类桥梁的安全运营监测具有较大的参考价值。

参考文献:

[1]李毅.基于城市桥梁集群监测平台的系杆拱健康监测研究[D].浙江大学,2014.

[2]张启伟.大型桥梁健康监测概念与监测系统设计[J].同济大学学报,2001(1):65-69.

[3]李祥辉.中、小跨径预应力混凝土桥梁健康监测技术研究[D].吉林大学,2011.

[4]秦权桥.梁结构的健康监测[J].中国公路学报,2000,13(2):37-42.

[5]王若林.桥梁实时在线检测与健康监测若干问题研究[D].武汉大学,2005.

论文作者:唐建平1,温兴水2

论文发表刊物:《基层建设》2018年第24期

论文发表时间:2018/9/10

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