桥梁无线检测技术的研制与开发

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1、西部交通建设科技项目合同编号：200431822319密级：桥梁无线检测技术研制与开发桥梁无线检测技术的研制与开发桥梁无线检测传感器报告简本工作报告（本报告包含专题一、专题二的研究内容）承担单位：交通运输部公路科学研究所参加单位：哈尔滨工业大学深圳研究生院交通部公路科学研究所浙江省杭州市交通局哈尔滨工业大学大连海事大学二OO九年十一月青海省公路局目录二O一一年十月目录1引言............................................................22项目概况.....

2、...................................................23国内外发展及研究概况............................................54主要研究成果....................................................65依托工程概况...................................................106成果推广应用前景......................

3、.........................11-1-桥梁无线检测技术的研制与开发报告简本1引言“桥梁无线检测技术的研制与开发”系交通运输部2004年度西部交通建设科技项目，由交通运输部公路科学研究院、哈尔滨工业大学、大连海事大学、青海省公路局及浙江省杭州市交通局等共同承担项目的研究工作。经过各单位的协同攻关和努力工作，按照研究大纲确立的技术路线与实施方案，完成了项目科研合同规定的各项研究任务。2项目概况2.1立项背景桥梁作为公路的重要组成部分，其结构安全性无疑是公路交通安全与能否保持畅通的瓶颈。在长期的使

4、用过程中，桥梁结构不但承受着日益增长变化的交通荷载作用，同时还受到各种严酷恶劣环境因素（严寒、干旱、潮湿、风蚀、酸碱腐蚀等）的侵蚀，材料的自然老化、自然灾害以及人为因素等的耦合作用，将不可避免地导致桥梁结构的损伤积累和抗力衰减，在未提前发现并采取措施补救前，如果所有内忧外患集体作用可能将最终将导致灾难性的突发事故。截至2009年底，全国公路桥梁达62.19万座、2726.06万延米（含县乡公路桥梁，不含港、澳、台数据），交通部《全面建设小康社会公路水路交通发展目标》（2003年12月）提出，至2020年公路总里程

5、要达到300万公里，预计将要新建桥梁20万座，其中跨径大于400米的特大跨径桥梁将会超过万座。目前已建成了大量诸如悬索桥、斜拉桥、拱桥及连续刚构（箱梁）等跨江河的大型桥梁工程，仅长江上已建成的大桥就有近40座。据数据分析，经济增长越快，桥梁损耗的现象越突出。而随着我国公路建设事业的持续发展，工作重点也将逐步由建设转向养护维修和加固，桥梁结构运营期结构安全检测和监测正是这一切工作的前提基础。-2-近年来国内陆续发生数起大桥、煤矿、房屋坍塌和局部破坏事故，造成严重的人员伤亡和国民经济损失。人们逐渐认识到结构安全监测和

6、检测的必要性和紧迫性，政府也开始对此予以积极高度重视。传统的桥梁结构检测和监测传感器布置采用有线联结方式。在应用过程中，随着传感器数量和种类的增多，布置的复杂程度成倍增长，这在桥梁检测荷载试验测试过程中矛盾尤为突出，一个多小时的测试可能需要几周的布置时间，对人力、物力和财力的消耗极大，并存在操作过程繁琐以及数据误差大等诸多缺陷。以广东省广深珠高速公路虎门悬索桥为例，该桥于1997年建成通车，主桥为主跨888米钢箱梁悬索桥，通车前的交工验收荷载试验历时近50天，投入检测人员30余人，各类仪器设备20多台，传感器测点

7、400多点，仅测量导线就使用了6万米以上，钢箱梁内部测量导线最集中的断面导线束直径达30cm，试验后检测仪器、传感器及导线的拆除整理工作就用了4天时间，整个试验耗资近200万元。即使是在传感器和采集设备已发生长足进步的今天也仍然存在这样的问题，舟山大陆连岛工程的金塘大桥于2009年7月进行交工荷载试验，其中主通航孔桥为主跨620米的半漂浮双塔双索面钢箱梁斜拉桥，塔高210米。整个试验准备时间22天，正式加载试验2天，投入检测人员40余人，费用100余万。在主塔脉动测试时，由桥面参考点布设导线至塔顶测点最长的一根信

8、号线要近800米长，整个主塔脉动测试花费了9个人整整一天时间才最终完成。近几年开展的特大桥健康监测同样问题很多，因一个完整的健康监测系统结构复杂，监测参数及传感器种类繁多，要求的数据接口及传输方式也各不相同，而这些设备及传感器往往不是同一个品牌，即使是一个品牌的产品也会因为监测参数的不同而有所不同，从而造成连接导线的种类和粗细各式各样，采集设备五花八门，不可避免的增加了系