智慧桥梁

1.桥梁监测介绍

桥梁在线健康安全监测是通过对结构的物理力学性能进行无损监测，在加固施工监控数据的基础上，实时监控结构的整体行为，对结构的损伤位置和程度进行诊断，对结构的服役情况、可靠性、耐久性和承载能力进行智能评估，为结构在突发事件下或结构使用状况严重异常时触发预警信号，为结构的维修、养护与管理决策提供依据和指导。结构健康安全监测技术是一个多领域跨学科的综合性技术，它涉及土木工程、动力学、材料学、传感技术、测试技术、信号分析、计算机技术、网络通讯通信技术、模式识别等多个研究方向。结构健康安全监测由于应用了有限元模型技术、结构损伤识别理论、智能化的传感系统和信号处理技术等。桥梁在线健康安全监测的目的及意义主要体现在以下几个方面：（1）科学评估。为大桥长期运营和养护、维修、加固提供必要的决策依据。并为桥梁在突发事件发生后的安全状态评估提供依据。（2）建立稳定可靠、实时采集与分析、数据远程传输的健康监测系统，为大桥的长期安全运营和养护提供强有力的技术支持。（3）能够提供桥梁长期数据累积的平台，通过建设本监测系统可以给业主提供大桥长期的数据平台，该平台可以把业主的日常检测报告中巡检的数据及各专项检测的数据纳入到平台中。也可以将辖区内其他桥梁或结构的健康信息接入该在线健康监测系统，为用户展示更丰富、更多方面的结构健康监测信息。同时为同类桥梁的健康监测、设计和养护维修提供宝贵经验，推进桥梁健康监测的发展。（4）能够通过该监测系统来进一步掌握桥梁既有病害的变化规律及衍变规律，分析病害主要产生的因素，以及这些病害的发展对于桥梁性能可能造成的影响；（5）建立远程控制监测系统，根据需求通过远程网络发送日报表、周报表及年度报表等数据报表，及时了解大桥的运行情况及各测点的特征值和预处理结果。通过大量的特征值和实时采集数据的分析，实现桥梁损伤识别，并建立实用的安全评估和预警系统。当监测到的桥梁数据超过某一等级预警值时，系统会自动进行相应等级的预报警，并采用多种方式将信息及时转达给相关管理人员，提示后台及时对桥梁当前状态进行安全评估，通知相关人员采取一定的安全控制措施，避免重大安全事故的产生。

2.监测项目及监测设备

水平位移（测量机器人、阵列式位移计、倾角计、GNSS位移监测）

竖向位移（测量机器人、阵列式位移计、静力水准仪、GNSS位移监测）

倾斜（测量机器人、阵列式位移计、倾角计）

结构应力（应力计）

结构振动（振动传感器）

结构温度（温度计）

结构湿度（湿度计）

风载参数（风压计）

裂缝及伸缩缝（裂缝计）

主梁扰度（测量机器人、阵列式位移计、静力水准仪、GNSS定位系统监测）

差异沉降（测量机器人、阵列式位移计、静力水准仪、GNSS定位系统监测）

车流量监测（视频车检器）

气象环境（六参数气象站）

3.案例分析

3.1项目概况

杨泗港快速通道作为快速通道“三环、十三射”中的“一射”，全线由四新段、杨泗港长江大桥过江段、青菱段组成。杨泗港青菱段工程起点接杨泗港长江大桥工程终点。

桥梁结构复杂，大量应用新材料、新技术，其结构健康监测与安全评价系统，必须根据大桥的结构特点、地理环境及系统目标，结合国内外的新研究成果和经验，对监测系统组成、结构、数据采集、传输、处理、归档及结构状况评估体系等，进行总体技术设计与研究，确保系统技术先进，能真正为桥梁健康评估和养护维修发挥重要作用。

3.2项目组成及实施

根据杨泗港快速通道青菱段(八坦立交一丁字桥路)桥梁的桥址环境、行车环境、结构形式等特点，建议的监测项目可以划分为荷载与环境监测、结构整体响应监测两大类。

（1）荷载与环境监测

视频监控

环境温湿度

结构温度监测

（2）结构整体响应监测

主梁动应变监测

支座位移监测

动挠度监测

主梁振动监测

伸缩缝位移监测

拉线位移计

动挠度监测站

振动传感器

视频监控站