桥梁健康监测实习报告

时间：2022-12-06 16:52:17 实习报告我要投稿

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桥梁健康监测实习报告

　　大型桥梁健康监测力求对结构整体行为的实时监控和对结构状态的智能化评估，同时，对大跨度桥梁设计理论与力学模型的验证以及对结构和结构环境中未知或不确定性问题的调查与研究也正融人桥梁健康监测的内涵。以下是小编整理的桥梁健康监测实习报告，欢迎阅读。

桥梁健康监测实习报告

　　1、工程概况

　　某大桥位于某市东约两公里处，是西部开发省际公路通道某市至某市线公路上的控制工程之一。该桥起点桩号为S4K134+486.50，终点桩号为SK135+424.50，桥梁全长938.00米，最大桥高134米。桥面纵坡为-2.9％、-0.8％。桥梁起点～SK134+671.371之间位于半径R=2250.00米、Ls=350米的左偏圆曲线上，SK134+371.452～桥梁终点之间位于半径R=4000.00米右偏园曲线上，其余位于直线上。

　　主桥为75＋3×140＋75米预应力混凝土刚构-连续组合梁，由上、下行的两个单箱单室箱形断面组成。箱梁根部高度8.0米，跨中梁高3.0米，其间梁按二次抛物线变化。采用纵、横、竖三向预应力体系。箱梁顶板宽为12.75米，底板宽6.5米，顶板厚0.30米，底板厚跨中0.32米按二次抛物线变化至根部1.0米，腹板厚分别为0.45米、0.60米，桥墩顶部范围内箱梁顶板厚0.5米，底板厚1.8米（1.3米），腹板厚0.8米。桥墩顶部箱梁内设4道横隔板，其余段落均不设横隔板。连续箱梁各单“T”悬浇段施工均采用挂篮悬浇法施工，分18对梁段，即6×3.0+6×3.5+6×4.0米进行对称悬臂浇筑。桥墩墩顶块件长12.0米，中孔合拢段长2.0米，边孔现浇段长度3.89米，边孔合拢段长2.0米。梁段悬臂浇筑最大块段重量1526KN。

　　箱梁合拢温度按15℃计，合拢顺序为：先合拢边跨，再中跨、最后次边跨。主桥13、16号桥墩采用薄壁空心桥墩,横桥向宽6.5米,顺桥向宽5.0米,壁厚0.5米。主桥14、15号桥墩采用双薄壁空心桥墩,横桥向宽6.5米,顺桥向单薄壁3.0米,壁厚顺桥向0.7米,横桥向1.1米。分隔墩采用薄壁空心墩,横桥向宽6.5米,顺桥向宽2.5米,壁厚0.5米。引桥桥墩采用双柱式墩。桥台采用肋板式及柱式桥台。

　　主桥桥墩采用直径1.8米及2.0米得钻孔灌注桩基础,分隔墩及引桥桥墩采用1.6～2.0米的钻孔灌注桩基础，桥台采用直径1.2米及2.0米的钻孔灌注桩基础。

　　某大桥计划于2017年9月28日建成通车。

　　2、运营期远程健康监测及桥梁安全评估的目的及意义

　　多年来，桥梁结构的安全状况一直是公众特别关心的问题。现代化大型桥梁是交通主干道的重要节点，对交通运输区域发展具有重大影响，是国家、地区经济发展与技术进步的象征。然而，目前，国内外许多桥梁都存在不同程度的隐患。我国许多重要的大型桥梁都没有建立保证安全性和耐久性的维护系统。由于缺乏大桥结构整体性的安全监测系统，对结构状态的任何异常不能及时发现，以做出相应的防患措施。一些城市已发生大桥严重的质量事故，造成很大的经济损失和不良的社会影响。分析产生上述事故的原因很复杂，除设计与施工方面的原因以外，这些桥梁长期处于超负荷运营状态，致使许多构件的疲劳损伤加剧，是导致倒塌的重要原因。如果能对桥梁的疲劳损伤进行监测，从而对桥梁的健康状况给出评估，在灾难来临之前给出预警，将会大大减少惨剧的发生。

　　另一方面，在对局部质量严重退化的结构进行维修更新时，由于目前的检测技术不能对结构各构件的损伤状况作出准确客观的评估，因此，常常不得不过于保守地对“可能”问题的部件全部更新，造成很大的材料浪费和经济损失。可见桥梁监测系统和检测技术的建立与完善，不仅影响到重要结构的健康安全和道路交通的正常运营，还与大型结构的维修费用密切相关。

　　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得的信息不仅是理论研究和试验室调查的补充，而且可以提供有关结构行为与环境规律的最真实的信息。大型桥梁健康监测不只是传统的桥梁检测和结构评估新技术的应用，而且被赋予了结构监控与评估、设计验证和研究发展三方面的意义。

　　因此，为了实施有效的养护维修和管理，可以使某大桥的使用性能得以改善，寿命得以延长，减少和避免灾难性事故的发生，推动和促进行业的科技进步。就必须尽快发展与其规模和功能相适应的现代监测技术，加强对养护和管理方面的研究。

　　而采用无线数据传输系统的远程实时监测与常规的定期检测方案比较具有：（1）长期、全天候、实时监测；（2）自动化多点数据获取；（3）先进的无线网络，实现远程监控与管理；（4）测量费用低；（5）不干扰交通等显著的优点，从而在近几年得到了日益广泛的应用。

　　3、本次监测的主要内容

　　本次监测的主要任务分为四大部分内容：

　　（1）对变形（包括竖向挠度、纵向位移、固结墩墩顶倾角等指标）、应力、温度和控制截面结构裂缝进行远程适时监测；

　　（2）结合远程适时监测情况对大桥进行定期外观检测；

　　（3）对大桥的耐久性和承载能力进行检测；

　　（4）为该桥的维护和健康运营评估提供实测数据，并作数据分析，提供该桥的健康运营状况，并作出安全性评价。

　　4、运营期远程健康监测及桥梁安全评估的基本思路

　　根据我单位对高墩大跨径连续刚构桥积累的经验，运营期远程健康监测及桥梁安全评估的基本思路可归纳如下：

　　（1）收集设计、施工监控文件、相关的会议纪要和相关的规范和规程等，对运营桥梁进行模拟计算，得出运营状态下的变形和应力状态的数据，并作数据分析或图表文件进行存放。

　　（2）通过业主，协同设计、监控单位优化预定的运营期远程健康监测及桥梁安全评估方案，制定实施细则，报送业主审查。

　　（3）做好监控前的准备工作，如：测控点定位、设备购置、仪器标定、传感器的安装、测试系统的调试等。

　　（4）大桥运营期远程适时挠度监测。

　　（5）大桥运营期主梁纵向位移监测。

　　（6）墩身垂直度监测：墩顶倾角监测。

　　（7）大桥运营期应力监测，包括大桥运营期箱梁控制截面混凝土正应力和主应力。

　　（8）大桥运营期振动特性监测。

　　（9）大桥运营环境状态的监测。在具有代表性的地方设置温度湿度计（箱外），观测实测时的外界环境，用于实测成果的分析。

　　（10）大桥定期外观检测。

　　（11）桥梁耐久性检测，包括钢筋混凝土强度检测，裂缝宽度检测。

　　（12）承载力评价：通过挠度、应力应变及耐久性检测的数据对承载力进行评价。

　　（13）对大桥健康状态作出评估。

　　5、运营期远程安全性监测实施技术方案

　　5.1运营期监测的计算机仿真分析

　　本次利用桥梁结构计算专用程序MIDAS/CIVIL（V7.4.1），建立大桥的计算机有限元模型，并作模型修正，模拟该桥的实际运营状态，计算分析该桥在各种外界环境、各种荷载工况、各个监测时段的挠度与内力，建立原始理论数据库，作为实测数据的对比依据。同时，确定桥梁受力的最不利位置，为传感器和应变计的埋设提供理论依据。

　　桥梁结构在移动的车辆、人群、风力和地震等动力荷载作用下会产生振动。桥梁结构的振动分析是桥梁结构分析的又一项重要内容。桥梁结构的动力特性（振型、频率和阻尼比）是桥梁承载力评定的重要参数，同是也是识别桥梁结构工作性能和桥梁抗震分析的重要参数。计算机的仿真分析即提供这些参数的理论数据。

　　5.2大桥运营期挠度远程适时监测及支座定期检查方案

　　5.2.1大桥运营期挠度远程适时监测方案

　　为了对大桥进行远程适时变形监测和分析预报，确保大桥的安全运行，必须建立长期监测网与观测点。本桥远程适时监测采用连通液位式挠度自动观测系统。

　　静力水准（即连通液位计）方式测试桥梁挠度的基本原理，就是利用液体在连通的管道中，会由于重力的作用下，在不同的位置的液面高度会相同。对于最小的静力水准系统至少需要两个静力水准仪，一个布置在参考点（即不会有挠度变化的点，通常是桥墩或桥头），另一个布置在待测点。两个静力水准仪通过液管连接在一起，并加入适当的液体使得液面高度处于量程的中间位置。这样当待测点发生挠度时，两个静力水准的液面相对于其筒体的位置就会变化，测试这种变化就可计算出待测点相对于参考点的位移，从而达到测试桥梁挠度的目的。

　　数据表明了两个静力水准的测试过程。假定左侧的静力水准布置在参考点，右侧的布置在待测点。从左到右描绘了当待测点发生挠度变化时，液面的变化情况。

　　连通液位系统计算依据有两个：一是桶内的液体体积不变；二是各个桶的水平面变化一致，设左边桶截面面积AS，原来液位AH1，变化后为AH2，桶自身变化AX；同理有右边BS，BH1，BH2，BX。依据两个条件有：

　　AH1*AS+BH1*BS= AH2*AS+BH2*BS (算式1)

　　AH1-(AH2-AX)= BH1-(BH2-BX) (算式2)

　　鉴于各个桶截面一样，由“算式1”可推知（AH1-AH2）+(BH1-BH2)=0,即各个测点变化值的和为零，这可以用来校验数据，考察系统是否正常。对于算式2，如A为基点则自身变化AX=0，可推BX=（AH1-AH2）-(BH1-BH2)，即“差值的差”就是垂直变化量。当有A、B、C、D多个时，算式变化为：

　　AH1*AS+BH1*BS+ CH1*CS+ DH1*DS= AH2*AS+BH2*BS+ CH2*CS+DH2*DS+(算式1，即所有点变化和为零) AH1-(AH2-AX)= BH1-(BH2-BX)= CH1-(CH2-CX)= DH1-(DH2-DX)(算式2，即每个测点垂直变化量为与基点的“差值的差”) 实际计算方法，先要读取两个静力水准仪的初读数x1和x2，当发生挠度变化时再读取x1’和x2’，这样挠度h=2*│x1－x1’│=2*│x2－x2’│

　　同理可以推导出当多个静力水准串接到一起时的计算方式。

　　数据表示，在平衡状态，每个静力水准计的液面必然处于同一水平面上，但当其中一点或几点（但基准点不能动）产生相对竖向位移时，在液体压差的作用下，静力水准计的液面必然在新的水平面上达到平衡，从而导致某些液位计的液面或液体深度发生改变，通过测量某个点的液体深度及基准点的液体深度就可计算出相应点的挠度。

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