李家沱大桥健康监测实施方案

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1、重庆李家沱长江大桥长期健康监测重庆李家沱长江大桥长期健康监测实施方案重庆桥都桥梁技术有限公司重庆交通大学重庆竣翔桥梁维护有限公司2011年6月第28页重庆李家沱长江大桥长期健康监测实施方案目录一、项目概况及意义11.1工程概况11.2混凝土斜拉桥常见病害及原因11.3李家沱长江大桥的运营现状21.4本桥健康监测意义及特殊要求3二、大桥健康监测系统总体设计52.1设计原则52.2系统功能总框架62.3系统硬件总框架6三、健康监测范围7四、监测项目及监测方法84.1桥梁位移变形监测84.2主梁、索塔控制截面应力监测16

2、4.3温度监测184.4大桥结构动力特性监测204.5斜拉索索力监测224.6裂缝监测244.7交通流量检测系统344.8全桥传感器测点布设情况汇总434.9全桥传感器清单44五、数据采集、传输、处理和控制子系统455.1数据采集子系统455.2数据传输子系统515.3数据处理和控制子系统52六、辅助支持系统556.1外场机柜556.2中心机房557.1主梁竖向挠度监测仪——SEN-HOR光纤光栅静力水准仪的安装567.2主梁纵向位移监测仪——SEN-D2光纤光栅拉线式位移传感器的安装567.3索塔位移监测仪——光

3、纤光栅倾斜计的安装577.4主梁应力监测应变传感器——表面安装式光纤光栅应变传感器的安装577.5索塔应力监测应变传感器——表面安装式光纤光栅应变传感器的安装577.6主梁温度监测仪——SEN-T1表面式光纤光栅温度传感器的安装587.7索塔温度监测仪——SEN-T1表面式光纤光栅温度传感器的安装587.8大桥主梁结构动力特性监测仪——SEN-AL光纤光栅加速度计的安装587.9大桥塔柱结构动力特性监测仪——SEN-AL光纤光栅加速度计的安装597.10斜拉索索力监测仪——JMZR-2901型数字化传感器的安装59

4、7.11、车辆检测系统及全天候远程数字化航道监控系统安装位置607.11、裂缝监测——机敏网粘贴及中间处理器的安装60八、系统软件的设计63重庆李家沱长江大桥长期健康监测实施方案8.1数据采集管理系统638.2结构监测信息管理系统648.3数据库管理系统65九、数据分析及综合评估预警系统669.1安全评估预警总体方案669.2系统静态层次分析法安全状态评估方案689.3系统动态安全评估方案69十、系统运行管理7110.1系统管理7110.2人员培训71十一、监测系统后期服务项目内容及费用7311.1维护服务7311

5、.2咨询服务7311.3现场服务7311.4售后服务费用74十二、计划实施年限、经费概算与资金筹措7512.1年度计划7512.2组织机构及人员组成7512.3经费概算76重庆李家沱长江大桥长期健康监测实施方案一、项目概况及意义1.1工程概况重庆李家沱长江大桥位于重庆市西郊九龙坡地区，大桥南岸为李家沱工业区，北岸为九龙坡区。主桥全长1288m，跨径组合为：过渡孔(53m)+主孔(169m+444m+169m)+过渡孔(53m)+南引桥(8x50m)，桥面宽度为4车道（中间设置分隔带），宽24m。图1.1重庆李家沱长

6、江大桥全景该桥结构体系为双塔双索面预应力混凝土斜拉桥，塔、墩固结。主梁为纵向悬浮体系，塔梁交叉处设置横向限位装置，在过渡孔与北台及南引桥结合处设置大位移量伸缩缝。主梁采用扁平的实心双主梁断面，主梁肋高2.5m，宽1.7m。横梁间距为4.5m，设置横向预应力钢束。主梁在中跨的中间部分及边跨的部分区段设置有纵向预应力钢束，采用OVM锚具及高强度低松弛钢绞线。主塔呈花瓶形，塔全高141.5m，塔身为矩形空心断面。拉索采用扇形双索面布置，梁上索距为9m，在塔上采用不等距排列，索距1.5～1.6m。每个索面中有24对斜拉索。

7、锚具采用LM7型冷铸锚锚具。主桥两个主墩基础根据地形及地质条件并结合施工难易程度作了不同的处理。2#墩采用Φ2.6～3.2m的变截面挖孔桩基础，3#墩采用沉井基础。该桥于1991年开始施工，1997年建成通车。1.2混凝土斜拉桥常见病害及原因大量的文献资料显示,斜拉桥运营期病害与事故主要集中在斜拉索的锈蚀与断丝、主梁和主塔的裂缝和变形等方面。第76页重庆李家沱长江大桥长期健康监测实施方案1.2.1拉索病害及原因拉索是斜拉桥的重要组成部分,拉索病害通常主要分为三类:(1)拉索护套病害(2)拉索钢丝病害(3)斜拉索锚具

8、的锈蚀。不少已建斜拉桥出现了上述斜拉索的病害。斜拉索病害的主要原因可以分为累积损伤和自然损伤。拉索的长期积累损伤主要是疲劳和腐蚀。对于自然损伤,主要是指偶发性事故如洪水、交通事故、船撞击等不可预见的偶然事件导致的斜拉索损伤。1.2.2主梁的裂缝病害及其主要原因斜拉桥的主梁不仅承受弯矩,同时也承受斜拉索的水平分力,处于受组合力状态,是斜拉桥上部结构的主要受力结