意大利墨西拿海峡大桥结构健康监测系统

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1、意大利墨西拿海峡大桥结构健康监测系统翁方文77意大利墨西拿海峡大桥结构健康监测系统编译翁方文(1．中交第二航务工程局有限公司技术中心，湖北武汉430040；2．长大桥梁建设施工技术交通行业重点实验室，湖北武汉430040)摘要：结构健康监测系统(SHMS)采用新兴的传感技术、先进的数据采集系统和自动分析工具，具有设计、施工及性能验证，荷载评估及预测，桥梁有效运营的荷载条件监测，不可预见的结构问题的识别等作用。制定详细的SHMS设计的最佳时间是在详细的结构设计完成后、项目施工前，为确保有关结构和重要领域最新的知识用于SHMS设计，需要结构设计师协助形成有效的监测

2、计划。为使桥梁施工、运营、维护和设计验证等工作便利化，为主跨3300m的墨西拿海峡大桥设计了SHMS。该桥的SHMS采用的模块化的系统具有灵活性，可以在项目完成后及使用寿命期间进行更改、补充和完善；光栅光纤传感器将被该桥的SHMS测试，验证其功能和光纤传感器安装的可行性；SHMS采集的数据被输入到管理和控制系统中，给桥梁所有者和使用者提供决策信息。关键词：墨西拿海峡大桥；悬索桥；结构健康监测系统；传感器；设计阶段；研发应用中图分类号：U448．25文献标志码：A文章编号：1671—7767(2014)01—0077—051引言起许多安全问题，加速桥梁结构构件的

3、磨损，导致维结构健康监测系统(SHMS)采用新兴的传感技修费用增加，甚至可能危及桥梁使用者和桥梁本身术、先进的数据采集系统和自动分析工具，给桥梁建的安全。英国伦敦千禧桥和美国华盛顿塔科马海峡造带来极大的便利，且减少了费用。SHMS的一个大桥就是2个著名的例子。千禧桥由于人群荷载使重要作用就是为桥梁运营和维护工作提供决策信结构产生巨大的横向振动，不得不临时封闭桥梁，以息。运营监测是通过对环境条件、交通荷载(公路和便研究和改造桥梁的阻尼器。塔科马海峡大桥经历铁路)、结构响应进行连续实时监测，提供实时结构了不同的气动响应，从而导致桥梁倒塌。另外，由于现状评估，然后采

4、用仪器设备推测数据和模拟预测施工的问题也可能导致不利的结果。例如，土耳其未来荷载条件，从而改善桥梁的运营能力。SHMS伊斯坦布尔博斯普鲁斯海峡大桥由于箱梁和横隔板记录的数据也可以用于桥梁服役寿命计算，以及对之间焊缝的收缩作用，导致主缆索力异常。为减小桥梁各个组成部分进行点评估，从而协助使用者完气动响应，墨西拿海峡大桥设计采用三箱整体式桥成长期维护桥梁的计划。目前，SHMS已和桥梁结面板。该设计推动了结构物理力学性能向着极限发构同步设计，将使施工监测、运营监测、设计验证和展。因此，研究人员对该桥进行了风洞试验和有限维护计划的实施便利化。元模拟计算分析，以详细了解

5、其结构行为。墨西拿海峡大桥为主跨3300m的悬索桥，工通常，大跨度桥梁施工都有最关键的施工阶段，程师希望通过该桥推动SHMS的发展。因此，本文在这些关键的施工阶段中，重要的是确保施工人员以墨西拿海峡大桥为例，阐述SHMS对重大桥梁的和结构的安全。采用SHMS对施工期间桥梁结构作用，以及结构设计阶段制定监测计划的挑战性，并行为进行监测，不仅可以记录结构行为，通过线形监介绍SHMS所需的维修、管理、控制系统。测使桥梁线形达到设计线形，而且能够为偏离预期的结构行为的发生(包括结构倒塌)提供预警。该预2SHMS对重大桥梁的作用警系统可以使人们在早期采取措施，以防止倒塌

6、的2．1设计、施工及性能验证发生，或者至少在倒塌前完成施工人员的疏散工作。由于桥梁结构实际响应不能达到设计要求会弓澳大利亚墨尔本西门大桥在施工过程中倒塌就是一收稿日期：2013一Ol一04编译者简介：翁方文(1985一)，男，2008年毕业于河南城建学院交通土建专业，工学学士，2011年毕业于西南交通大学桥梁与隧道工程专业，工学硕士(E-mail：wengfangwen@163．corn)。78世界桥梁2014，42(1)个著名的例子，如果当时结构设计了SHMS，就可还能帮助人们提高交通控制的效率。以在结构倒塌之前提供预警。2．4结构构件的状态监控综上所述，S

7、HMS可以协助桥梁建设达到设计墨西拿海峡大桥为钢桥且处在恶劣的环境中，状态，并确保施工人员和结构的安全。所以桥梁的防腐蚀保护显得尤为重要。桥梁的支2．2荷载评估及预测座、销、公路和铁路伸缩缝和移动缓冲器等构件若发墨西拿海峡大桥的设计工作是围绕着能够代表生锈蚀需要及时修理或更换，并且维修或更换会中超出桥梁使用寿命的荷载模型进行的。在桥梁服役断交通。因此，维修或更换锈蚀构件产生的费用是早期，这种荷载模型很可能是合理的。然而，在桥梁巨大的。通过适当的维修(或控制环境条件)来阻止设计使用年限内，实际荷载可能会增长或超过设计构件的破损，将会减少桥梁的使用周期成本。荷载。

8、例如，1970年以来，当许多重要的大跨