橋梁變形監(jiān)測的意義
更新時(shí)間：2021-04-10 17:51
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目前, 應(yīng)用光纖光柵傳感器最多的領(lǐng)域當(dāng)數(shù)橋梁的安全監(jiān)測。
斜拉橋斜拉索、懸索橋主纜及吊桿和系桿拱橋系桿等是這些橋梁體系的關(guān)鍵受力構(gòu)件,其他土木工程結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力錨固體系,如結(jié)構(gòu)加固采用的錨索、錨桿也是關(guān)鍵的受力構(gòu)件。上述受力構(gòu)件的受力大小及分布變化最直接地反映結(jié)構(gòu)的健康狀況,因此對這些構(gòu)件的受力狀況監(jiān)測及在此基礎(chǔ)上的安全分析評估具有重大意義。
在橋梁監(jiān)測按目的通常分成三類:
1) 施工監(jiān)控、成橋荷載試驗(yàn)監(jiān)測和運(yùn)營階段的健康監(jiān)測。施工監(jiān)控是對施工關(guān)鍵階段的橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，以保證橋梁施工安全、施工質(zhì)量、發(fā)現(xiàn)橋隱患;
2) 成橋荷載試驗(yàn)是橋梁建設(shè)完成，運(yùn)行前檢驗(yàn)橋梁承載力與受力及變形狀態(tài)，荷載實(shí)驗(yàn)所獲得的實(shí)驗(yàn)值是反映了結(jié)構(gòu)初始狀態(tài)的檔案資料。
3) 運(yùn)營階段的健康監(jiān)測是隨著橋梁服役齡期的增長，材料性能的老化以及結(jié)構(gòu)性能的不斷退化，監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測各節(jié)點(diǎn)變形、應(yīng)力、應(yīng)變等數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)狀態(tài)進(jìn)行比較，以便對橋梁結(jié)構(gòu)實(shí)際的安全狀態(tài)做出評估。
橋梁結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測內(nèi)容包括:
鋼箱梁截面內(nèi)部應(yīng)力分布、溫度分布監(jiān)測;
部分斜拉索拉力;
主跨鋼箱梁的位移;
溫度變化導(dǎo)致的橋梁應(yīng)力變化
監(jiān)測交通載荷、風(fēng)載荷引起的橋梁振動和應(yīng)力;
主塔位移、應(yīng)力變化
光纖布喇格光柵作為一種應(yīng)變傳感器，應(yīng)用在橋梁健康安全監(jiān)測系統(tǒng)中，應(yīng)變傳感器會針對橋梁結(jié)構(gòu)布設(shè)在橋墩、箱梁、懸索等部位。在工程中發(fā)現(xiàn)，布設(shè)在箱梁中的應(yīng)變傳感器測量值可以應(yīng)用于橋梁重載車監(jiān)控。當(dāng)重載車通過橋梁時(shí)，受力位置的箱梁會產(chǎn)生較大的彈性形變響應(yīng)，通過箱梁應(yīng)變的測量可以計(jì)算重載車的軸重、軸距、速度、總重等測量參數(shù)。監(jiān)測系統(tǒng)會以兩種不同的采樣頻率運(yùn)行，一般情況下系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測，應(yīng)變傳感器運(yùn)行于低采樣頻率，典型值為0.1~1赫茲。對于箱梁中的應(yīng)變傳感器，當(dāng)位于來車方向前端的傳感檢測到異常應(yīng)變時(shí)，則提高采樣頻率，典型值為50~200赫茲。橋梁中部的傳感器會檢測到應(yīng)變的細(xì)節(jié)，根據(jù)這些值可以計(jì)算重載車的軸重、軸距、速度和總重等車輛參數(shù)。同時(shí)啟動圖像記錄系統(tǒng)，拍攝下該時(shí)刻重載車的圖像，以便日后管理。也可通過圖像識別軟件實(shí)時(shí)辨識車牌，在下橋處的情報(bào)板聯(lián)動顯示，引導(dǎo)重載車輛進(jìn)入管理區(qū)域。
