大跨度连续刚构桥梁应力、挠度和裂缝实时监测系统研究

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1、第29卷第4期重庆交通大学学报(自然科学版)Vo1．29No．42010年8月JOURNAL0FCHQ!垒!垦!(!垒垦垦)垒g：Q!大跨度连续刚构桥梁应力、挠度和裂缝实时监测系统研究张开洪，张奔牛，闰果，周志祥，徐勇(1．重庆交通大学信息科学与工程学院，重庆400074；2．重庆交通大学土木建筑学院，重庆400074)摘要：大跨度连续钢构桥梁普遍存在的病害问题是主跨跨中下挠过大和箱梁开裂。针对大跨度连续钢构桥梁病害特征及其致病因素，研究该类桥梁结构的监测方法。设计了大跨度连续钢构桥梁实时监测系统，并应用于太平庄大桥实体工

2、程中。监测结果表明，该系统能实时地监测桥梁结构的实际损伤情况，灵敏度高，可靠性好，可广泛应用于大跨度连续刚构桥梁监测。关键词：桥梁；挠度；裂缝；监测中图分类号：TP212文献标志码：A文章编号：1674～0696(2010)04—0521—04ResearchonStress，DeflectionandCrackMonitoringSystemofLong—SpanContinuousRigid-FrameBridge．ZHANGKai．hong，YANGuo，ZHANGBen．niu，ZHOUZhi．xiang，XUYo

3、ng(1．InformationScienceandEngineeringDepartment，ChongqingJiaotongUniversity，Cbongqing400074，China；2．SchoolofCivilEngineering＆Architecture，ChongqingJiaotongUniversity，Chongqing400074，China)Abstract：Deflectionofmidspanandcrackofboxgirderisthecommondiseaseamonglong··

4、spancontinuousrigid-framebridges．MethodsandhealthmonitoringsystemofthesaidbridgewasstudiedduetOitsdiseasecharacteristicsandcauses．ThemonitoringsystemwasappliedinTaipingzhuangBridgetoconductacasestudy．Resultshowedthatthesystemcouldmonitoractualdamageofbridges；itwas

5、sensitiveandreliable，thereforeitcouldbewidelyusedinbridgemonitoring．Keywords：bridge；deflection；crack；monitoring1大跨度连续钢构桥梁病害及健康监测的管理与维护提供科学依据，是桥梁安全运营的重要的有力保障J。桥梁健康监测克服了人工检测方法在桥梁建设过程中，大跨度连续刚构桥梁是一误差大，不具有实时性，交通管制压力大等缺点。种重要的结构形式。同等跨径下连续刚构桥梁投资比斜拉桥、悬索桥要低，维护工作量小，在高墩结构2工程概

6、况中也比简支梁桥在同等条件下投资偏低或是相同，2．1太平庄大桥概况已成为目前主要采用的桥梁结构体系之一_1]。重庆渝黔高速公路太平庄大桥(图1)为三跨预主跨跨中下挠量过大和箱梁梁体产生裂缝是大应力钢筋混凝土连续刚构桥，主桥跨径布置为62．78跨度连续刚构桥的世界性通病。跨中下挠会进一步m+110．O0In+62．78m=235．56m，大桥全宽24．5m，加剧箱梁底板开裂，而箱梁梁体裂缝增多使结构刚左右半幅桥面宽度均为11m，中央带间距为2．5m。度降低，进一步加剧了跨中下挠，这两者相互影响形成了恶性循环。大跨度连续冈0构

7、桥梁健康监测通过在桥梁结构中布置传感器，对桥梁结构的病害特征及其致病因素进行长期的实时在线监测，并可根据监测数据分析桥图1太平庄大桥(单位：m)梁结构的健康状态，评估桥梁结构的可靠性，为桥梁Fig．1TaipingzhuangBridge收稿日期：2010—05—10：修订日期：2010—06—07基金项目：国家自然科学基金资助项目(50808188)；重庆市教委自然科学基金资助项目(KJ091M26)；重庆交通大学结构工程实验室开放基金资助项目(CQSLBF—Z09～7)作者简介：张开洪(1973一)，男，四川犍为人，副

8、教授，博士研究生，主要从事桥梁健康监测和电子信息技术研究方面工作。E—mail：zkh@cqjtu．cdu．cn。522重庆交通大学学报(自然科学版)第29卷大桥采用悬臂浇筑法施工，梁体采用单箱单室应变测试采用的是振弦传感器。振弦传感器实三向预应力变高度箱型断面。箱梁根部高6．5m，际测试的是振动频率／