桥梁结构健康监测系统ABC-什么是监测系统?

2021-01-21 08:46:19 5
前言:《公路桥梁结构安全监测技术规程JT/T 1037-2016》给出的标准定义如下:



“由安装在桥梁上的传感器以及数据采集与传输、数据处理与管理等软硬件构成,对桥梁荷载与环境作用及桥梁结构性能参数进行测量、收集、处理、分析,并对桥梁正常使用水平与安全状态进行评估与预警的系统。”

从技术角度上面是较为全面且准确的定义,然而桥梁结构健康监测系统是工程,将其落地实施涉及方方面面的事情,所以我们力争从更为宽泛的视角对桥梁监测系统做个介绍。

1、桥梁结构健康监测系统的功能是什么?也就是监测系统是做什么用的?

桥梁如人,难免有病有恙,需要修理,修理之前需要看病诊断,也就是需要获得桥梁病害(也包括荷载)的信息

从检测的(时效性;精度)两个维度,获取桥梁养护相关信息有三种手段:①人工定期检测精度较高,实时性较差;②桥梁结构健康监测系统实时性较高,发现桥梁病害的精度偏低;③桥梁快速检测技术检测精度和实时性介于上述两者之间,是最近几年研究的热点领域,各种新型检测设备层出不穷。


按我们的认识,有三点值得重点提示:①桥梁结构健康监测系统是获取桥梁数据的手段之一,现实情况是,桥梁养护管理所用到的数据绝大部分靠人工检测而获得;②桥梁结构健康监测系统传感器获得的数据精度较高,但是对于结构病害发现能力目前来看不高,所以不宜不切实际地将监测系统能力夸大;③监测系统发挥重要作用是在于那些对检测实时性要求高的场合,如果要得到虎门大桥在风激涡振下的振动特性,那只能依靠监测系统了。

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2、有多少座桥梁安装了监测系统?

2020年5月21日疫情期间,中国公路学会组织,同济大学孙利民教授做了题为“大型复杂桥梁结构健康监测及评估的关键技术研究”的讲座。孙教授提到国内大约有260座桥梁做了监测系统。虎门大桥异常振动后国务院应急管理部和交通运输部于2020年5月19日至31日对全国23座跨江、跨海、跨峡谷的大跨径桥梁进行调研,调研报告中提到了主跨400米以上的桥梁总计153座,如果按这个数据推算260座做了监测系统有些偏高;但是如果将城市桥梁算上,如2019年武汉一个项目招标便有98座桥梁安装监测系统,之前已经对武汉市60座桥梁进行了监测,从这个数据推算,260座桥梁的估算偏低。

3、国内第一座安装了桥梁监测系统的是哪座桥梁?

说起来大家可能不敢相信,是广东虎门大桥,建成于1998年或左右。虎门大桥监测系统比较简单,只是安装了12台GPS和几只应变计(后来补加)。虎门大桥路监测系统安装的起初目不是为了“健康监测”,而是用于交通管理。虎门大桥主跨888米为跨度桥梁,台风天气下桥梁晃动得厉害,该不该断交通便成了桥梁管理单位较为头疼的事情。大桥管理负责人是清华校友,后来经在深圳另一位校友提议,清华大学过静珺教授负责,安装了一套GPS系统,对大桥实时位移进行监测,根据位移量决定中断交通的时点。这次虎门大桥异常振动事件中,有人将徐良博士一篇论文翻了出来,其中的分析既是根据这个监测系统的实测数据。


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