橋梁結構應力與變形監(jiān)測方法及其精度分析
2015-08-26
0 前言
橋梁結構的長期可靠性越來越得到人們的重視，并積極發(fā)展大跨度橋梁的長期健康監(jiān)測系統(tǒng)[1-5]。但目前長期健康監(jiān)測系統(tǒng)主要針對于少量的特大型橋梁及高重要性等級的橋梁，然而出現(xiàn)問題較多的正是數(shù)量巨大的大、中跨度橋梁，其中混凝土橋梁占了很大比例。目前有為數(shù)不少的運營中公路、鐵路混凝土橋梁存在承載能力不足，沖擊振動過大，混凝土開裂等病害，這些情況對雙曲拱橋、桁架拱橋以及肋拱橋等橋型而言更為嚴重。病害的原因主要有：設計不盡合理、施工水平差，使用材料質量低，過載重車碾壓，混凝土的收縮徐變引起幾何變位，混凝土在所處環(huán)境中受腐蝕，墩臺的不均勻沉降等。
對于目前數(shù)量巨大的既有混凝土橋梁不可能也沒有必要全部進行實時在線的健康監(jiān)測。在健康監(jiān)測系統(tǒng)之余，可以結合應用目前常用于橋梁施工監(jiān)控中的一系列傳感器等設施并輔以常規(guī)檢測，建立經(jīng)濟可行的自施工階段至運營的長期跟蹤監(jiān)測體系，這對橋梁的長期安全使用，降低長期檢測維修費用有重要的意義，也為完善橋梁的檔案資料有積極的意義。
1 橋梁長期可靠性監(jiān)測內容
大中跨度混凝土橋梁的長期可靠性監(jiān)測是保證橋梁安全使用與降低長期維修費用的有效措施，長期可靠性監(jiān)測的內容主要包括：橋跨結構受力監(jiān)測，橋跨結構變形監(jiān)測，橋梁周圍環(huán)境因素的監(jiān)測，以及橋梁的表觀檢測等。結構受力監(jiān)測是指橋梁控制截面、特定構件的長期應力應變監(jiān)測。變形監(jiān)測是跟蹤測試橋跨結構控制截面，特定構件位置以及橋梁墩臺的幾何變位情況以及其隨時間的發(fā)展情況。橋梁周圍環(huán)境因素監(jiān)測是指橋梁周圍溫度、濕度、風速、風向等的監(jiān)測。表觀狀況檢測的主要內容有：各類構件混凝土腐蝕、開裂等表觀狀況及混凝土的表觀強度，附屬設施如支座、伸縮縫等的工作性能，橋面鋪裝的平整狀況及其與橋頭引道的連接情況，分隔帶與欄桿和路燈桿的損壞情況等。表觀狀況檢測可直接應用橋梁日常的養(yǎng)護工作中的資料。
2 應力應變長期監(jiān)測
應力應變長期監(jiān)測對儀器設備的要求為：精度高，長期穩(wěn)定性好，受外界干擾小。除了要求儀器本身的性能穩(wěn)定，同時要求測點位置妥善布置并有利于保護，進一步減小外界各種不利因數(shù)的影響。對于鋼筋混凝土拱橋，應力應變長期測點應布置為受力鋼筋測點或埋設到混凝土內部，盡量減少混凝土表面應力測點的布置。
