Page 169 - 公路桥梁养护与管理

第五章 桥梁结构健康监测系统

结构建筑材料之间存在先天联系，结构材料强度状态发生变化时，必然引起结构
构件变形进而发生结构应力的变化，通过对结构应力不同时间点的持续跟踪监测，
可获得结构当前服役状态变化的情况。因此有必要将结构应力作为健康监测的指

标之一。
环境温度是结构重要的外部作用之一。结构在实际服役过程中承受不均匀光
照、季节环境温度变化等作用，对应作用产生的结构响应数值不可忽略。因此有
必要对结构温度进行同步监测。

一般混凝土裂缝的出现将导致大气环境中的腐蚀介质加速侵入结构内部，进
而对结构材料耐久性能造成不利影响。混凝土裂缝在结构服役期间如果持续发展，
有可能对受力关键构件工作状态产生严重的不利影响，进而可能对结构整体承载
能力造成危害。因此有必要筛选重点关注的裂缝进行后续在线实时监测。

连续刚构桥的桥墩和主梁共同承受外力作用，这一结构受力特征导致连续梁
在温度、混凝土收缩徐变、汽车制动力及地震横向力等作用下产生较大的纵向水
平变位，如若实际变形超过了限制，就会危及安全，影响正常使用。因此有必要
对梁端位移进行监测，了解桥梁的实际受力状态。

体外预应力技术是一种可靠有效的桥梁加固手段，然而，体外预应力索在运
营一段时间后会出现不同程度的衰减，从而影响体外预应力索的有效应力及其工
作状态。因此，有必要对体外预应力索力的变化情况进行实时监测，了解预应力
的长期变化，为后期的养护决策提供数据支撑。

在桥梁的使用过程中结构不可避免地发生各种各样的损伤。其除了直接影响
局部效应以外，往往还会造成结构或构件整体性能的变化。因此有必要对桥梁的
自振频率进行监测，掌握桥梁整体状况，判断桥梁是否出现损伤。
近年来公路交通车辆超限超载现象十分严重，长期超载运输会使桥梁运营期

技术状况等级急剧恶化，大幅缩短桥梁的使用寿命。车辆超载超限运输引发桥梁
坍塌的安全责任事故屡见报道，因此有必要对桥梁车辆荷载进行实施监测，分析
对应结构内力响应并进行实时预警。
（二）监测系统总体设计架构

1. 系统总体架构
某单位桥梁健康监测存储与管理子系统主体基于 SOA 思想，采用 BS 方式
来进行系统的访问和部署，充分运用成熟的框架技术进行开发，软件架构具备开

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