新型桥梁挠度监测方法的性能分析

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1、万方数据／，黟槭携建设[文章编号]1672—7045(2008)06—0109-03摘要：本文通过对新型桥梁挠度监测方法的性能进行分析，应用流体专业有限元软件FLuENT建立模拟模型，模拟在实际桥梁挠度产生的情形下，各监测点的压强值与其挠度的相关性，进一步分析各个因素对压力场挠度相关性的影响。关键词：桥梁健康检测挠度相关性[中图分类号]U4J46[文献标识码]A随着国民经济迅速发展，对于交通运输能力的要求不断提。赵俊高，许多桥梁的实际承载能力超过了设计能力，桥梁的老化和功能退化呈现加速趋势。为确保桥梁的结构安全，实施经济合理的维修计划，实现安全经济运行

2、，建立桥梁结构健康监测系统是非常必要的。同时，通过健康监测系统发现桥梁早期的病害，能节约桥梁的维修费用，避免出现频繁大修封闭交通所引起的重大经济损失。桥梁结构健康监测是运用现代传感与通信技术，实时监测桥梁运营阶段在各种环境条件下的结构响应与行为，获取反映结构状况和环境因素的各种信息，由此分析结构安全状态、评估结构的可靠性，为桥梁的管理与维护决策提供科学依据。在桥梁结构健康监测系统中，结构变形监测是重要的组成部分，因为桥梁结构的变形是最直接和直观的安全指标之一。因此在桥梁结构健康监测系统中，桥梁结构的变形监测常被列为最主要和重要的监测内容之一。1压力场挠

3、度监测系统简介压力场挠度监测系统基本设想是在全桥需要测量的范围内建109万方数据广黟槭壤建设、plane01pIane02pIane03pIane04pIane05pIane06plane079Q9X：一60mX=一40mX=一20mX=0mX=20巾X=40mX=60lTI·图2水管监测位置示意图．立压力场，建立压力场与结构挠忙的交通，还要承受风、温度变间的相关性。中间水管部分采用．度变化的对应关系，即将结构挠化、空气污染和地震等自然环境动网格技术使其下挠，挠度影响度变化转变为压力场的压力变因素的影响。因此，桥梁结构健曲线用y=Asin[(x+75)

4、丌／150]来化，通过传感器反应压力变化，最康监测系统必须具有精度高、稳模拟。挠度值在其产生时间内以后再进行A／D转换得出结构的挠定性好、耐久性长等特点；此外，抛物线的方式变化，变化方程为度变化。具体做法是利用水箱和对于挠度监测系统另一个要求是A=4h(t—T／2)2／T2，其中t为时间、T水管建立全桥压力场(见图1系统能否具有合适的采样频率以便监为挠度从产生到消失的时间跨示意图)。首先将一水箱固定在测到桥梁结构产生的最不利挠度度’h为监测点在荷载作用下挠度不变位的地方，以便提供一个相值。本文用流体专业有限元软件影响线最大值。对恒定的压力源；通过钢管将

5、水FLuENT对该挠度系统进行挠度与桥梁的挠度产生原因很复压设置到需要测量变形的部位并其相应位置压强值的变化之间的杂，其中桥梁在自重等永久荷载将钢管与测量体固定使其能够一相关性理论分析，并讨论各种因和车辆、日照温度等可变荷载作起变形；选用高精度的压力变送素对相关性的影响。用下产生的挠度是主要原因，另器将压力变化转换成挠度的改2．1物理模型外桥梁在自然环境中还处于振动变。当桥梁结构产生变形时，固模型采用两端水箱间用水管状态，对于150m跨径的斜拉桥第定在主梁上的钢管将随着结构一连接的形式，两端水箱的水位为一阶自振周期一般为1s左右。如起变形，沿着钢管长度

6、方向的压1．5m，水管采用直径为o．05m的镀果挠度产生时间较短，水管内的力必然改变。如果沿着钢管长度锌钢管，长度为150m，管内壁的粗水可能流速较大，流动情况更复方向布置了所需要的测点，就可糙高度采用精制商品镀锌钢管壁杂，因此本文拟取1s为挠度产生以通过变送器将压力转换成模拟的粗糙高度△=o．15唧。在水管时间，来验证系统的可靠性，在此信号，再经采集系统转换为挠度上布置7个监测点详见图2。时间内进行40次数据采集，其产的变化。2．2计算模拟分析生的挠度最大值对于150m的桥梁2．2．1方案设计设定为o．2m。2系统的压强与挠度相关性坐标原点在水管中点

7、，监测2．2．2T=1s“=o．2m、△=o．15眦分析点分别位于x=±20III、±4oIlI、的工况计算结果士60m处。计算得到每一个时间当T=1s，h=o．2m，△=o．15彻各种桥梁所处的实际环境都步时的压强和竖向的坐标值(挠时FLuENT计算得到各个监测点的是非常复杂的，不但有桥面上繁度)，然后统计分析压强与挠度之位移值和压强值，由此统计得到表1T=ls’h：o．2m、△：0．15咖时各点压挠相关系数plane01plane02plane03plane04plane05plane06plane07相关系数—O．99222-o．99019_0．

8、98814—O．98406．o．99241_o．994-o．99246、L⋯⋯●‘，110万方