Page 183 - 公路桥梁养护与管理

第五章 桥梁结构健康监测系统

体或者局部之间的统计关系模型，也就是所谓的基于测量的模型（measurement-
basedmodel）。而这些模型是大跨桥梁实时在线健康监测的基础。而针对这些监
测内容的测量数据也是基于物理模型（physics-basedmodel）离线健康评估和损伤

识别的基础。
（二）大跨桥梁结构健康监测系统的设计
大跨桥梁结构健康监测系统的设计首先应该遵循“简洁、实用、性能可靠、
经济合理”的原则，在满足大桥养护管理和运营需要的同时兼顾考虑设计验证和

科研实验的需求。根据具体的桥梁结构类型确定合理的监测内容和监测点。数据
的采集和传输系统应该是自动、连续的，并且可在特殊情况下进行特殊采集和人
工干预，系统具有实时的自诊断功能和时间同步功能。而数据的处理和控制系统
则首先具有合理、高效的预处理和二次处理功能，为离线的后处理打下很好的基

础。密切结合各大桥的管理和养护维修要求，设计合理的桥梁健康评估和损伤识
别系统，以对桥梁的整体健康状况和构件的非正常表现做出诊断，并找出根源，
及早发现灾难性破坏的隐患。设计合理的检查维护系统。
对于该钢混叠合梁斜拉桥而言，在环境温度荷载、风荷载和运营期间车辆荷

载的作用下，其整体和局部的静动力反应是设立健康监测系统的主要内容。具体
而言，桥道系两端的纵桥向位移、两中跨的竖向位移、塔顶的三向位移、塔顶斜
拉索的集中锚固区、斜拉索在桥道系上的锚固区、跨中截面钢梁的应力及分布、
塔与桥道系相连接处、斜拉索的振动等都是需要监测的重点。所以，为实现对环

境温度和结构的监测，分别在右边中跨截面和中塔上两个不同标高的截面上设置
了测量大气温度和构件温度的 83 个温度传感器；为了实现对风的监测，分别在
三个塔顶各设一个、两个中跨截面各设一对共 7 个风速计来测量风速和风向；为
了实现对桥梁结构动力特性的监测，分别在桥道系沿纵向、塔顶和纵向稳定斜拉

索上设置了共 45 个加速计，测量各测点不同方向的加速度；为了实现对运营车
辆荷载的监测，在右侧引桥上接近引桥与斜拉桥桥道连接处的横截面内设置了
weigh-in-motion 系统，实现对每个车道车辆类型、数目、轴重、总重等信息的收
集，该 weigh-in-motion 的位置没有在图二中标识出来；为了实现对桥道系两端

的纵桥向位移进行监测，在两端分别设置了一个位移功能变换器；为了实现对塔
顶和桥道两中跨处的位移监测，分别在三个塔顶各设一个、在两个桥道中跨截面
各设一对共 7 个 GPS；为了实现对桥梁结构中一些重要截面和构件的应力变化和

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