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桥梁是交通运输的重要渠道和国家的经济命脉,其建设和维护一直都是我国基础设施建设的重要组成部分。目前对于大跨度桥梁的人工检测,存在主观性强、整体性差、时效性差以及影响正常运营等缺点。为保持桥梁在长期使用过程中的结构安全和使用状态中的行车安全,运营期间的健康监测技术是一种行之有效的方法。桥梁结构实时监测系统可以通过对各种传感器实时采集的各种数据和信号进行处理和分析,反映桥梁的工作状态和健康状况,确保其设计使用安全性和耐久性达到预期标准,并为桥梁维护、维修和管理决策提供依据和。桥梁结构实时监测还可使结构设计方法与相应的规范标准等得到改善。从运营中的桥梁结构与其环境所获得的信息能够提供结构行为和环境规律的真实信息。
本工程位于XXX大桥原址,属拆除复建工程。大桥主桥为六跨连续钢桁架梁桥(40+54+75+75+54+40m),墩梁分离。主跨采用钢桁架梁,空腹桁架段单侧长度为30m,跨中实腹段长度为15m。左右幅桥共2联。钢桁架梁上、下弦杆为工字形断面。上下弦杆之间设置实腹式刚性横梁,桁架腹杆采用工字型断面,横桥向相邻腹杆之间设置横向连接系。边跨上部结构断面形式为六箱单室(单幅桥)钢箱梁结构,钢箱之间**板沿横桥向通常布置,横桥向之间设置实腹式横隔梁。本桥跨度大,线刚度低,相对变形较大,其施工过程相对复杂,会产生较大的累计误差。采用运营期间的实时监测可以及时发现桥梁病害,保证桥梁结构安全,为桥梁安全预警、状态评估提供依据。
码头的健康状况和安全性评价是港口正常生产的重要**。码头的设计寿命一般在50年甚至更长,然而,实际使用中往往由于船舶撞击、**载使用等不确定性因素的影响,营运过程中未采取科学、合理的养护措施、加之材料与结构的自然老化,使用环境的变化以及自然灾害如地震、台风等破坏,在这些因素的共同作用下,码头内部损伤不断累积,从而导致灾难性后果。出于码头运营安全及码头技术状况及时掌握,及时提供码头信息已成为必要。码头健康监测是通过对结构的物理力学性能进行监测,实时码头结构的整体行为,对结构的损伤位置和程度进行诊断,对其使用性,耐久性、使用性和承载能力进行评估,对可能出现的灾害进行预警,为结构的维修、养护与管理决策提供依据和。
根据码头结构形式,其为高桩梁板式结构,现浇构件主要为码头下横梁、上横梁、现浇墩台以及引桥横梁,其余基本采用预制构件安装,结合码头工程施工进度等原因,拟实施的自动监测内容有:
(1) 混凝土构件的应力应变监测;
(2) 钢筋应力监测;
(3) 挠度监测;
(4) 风速、风向、温湿度监测;
(5) 码头震动频率等动力监测;
(6) 沉降位移监测;
桥梁监测内容和分项:
1.环境荷载监测:风荷载是导致桥梁结构体系破坏的主要因素之一,环境温湿度对桥梁结构的损伤也有着重要影响。本工程针对环境风荷载和温湿度进行监测;
2.构件应力监测:内力是反映结构受力情况直接的参数,跟踪结构运营阶段的内力变化,是了解结构受力情况直接的途径,也是判断结构效应是否符合设计计算预期值的有效方式。
3.结构的温度监测:构件表面的温差将致使结构产生变形和内力。通过有代表性断面上的温度分布监测,可以验证设计假定,根据实际测量的结果计算温度对桥梁结构的影响,可以对安全状态作出符合实际的评价。
4.结构的变形监测:恒载作用下主梁轴线的位置是桥梁安全状态的重要标志,活载作用下主梁的挠度既是桥梁整体刚度的重要标志,也能反映作用于桥梁上的荷载情况,通过对桥梁变形的监测可以从整体上把握桥梁的健康状态。本工程变形监测重点关注主梁的线形变形以及伸缩缝的变形。
5.结构的动力监测:主梁既是结构的基本组成部分,又是车辆及人群荷载的承担者,较易因异常局部荷载引起损伤。通过动态特性监测可以了解主要受力构件的受力状态。对控制车辆荷载、进行构件疲劳分析都十分必要。
数据管理系统安装于控制室内的结构健康数据管理系统服务器上,具备如下特点和功能:
1.有组织的动态存储大量关联数据,并供多用户访问,实现数据的充分共享、交叉访问。同时与应用程序保持高度的立性,起到将现场采集网络与上层管理信息系统网络连接的作用;
2.快速存储动态变化的实时数据,所有实时数据随监测对象的状态变化而不断刷新,保持与系统同步运行,保证数据与分析结果能够实时显示;
3.实现各功能模块之间的数据传递、数据交换和数据共享;通过网络服务器与Internet连接,使远程用户可以通过网络浏览器对数据库中的数据进行查询、浏览、报表生成和打印等功能;
4.数据库还应具有防火墙和加密措施,并通过权限设置控制数据库访问级别;*中断系统的正常运行,具备系统自身备份与恢复功能;
5.具有报警系统,当数据量即将达到系统数据容量较,触发数据转移提醒或过期数据自动清理。
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