桥梁健康检测技术简介（练习） 单项选择题（共20 题) 1、对于已建成的斜拉桥，适宜采用下面哪种方式进行索力监测（）A,电桥式压力环； B,振弦式锚索计； C,光纤式锚索计； D,采用振动法安装加速度传感器测定。 正确答案：D 2、下面那一项不是桥梁健康监测的主要功能（） A,结构监测； B,损伤识别；； C,荷载试验； D,状况评估。 正确答案：C 3、下面哪一种类型桥梁不需要安装健康监测系统（）
A,超宽桥梁； B,大型桥梁、结构复杂桥梁； C,存在问题桥梁或经过加固处理桥梁； D,新型受力结构桥梁。 正确答案：A 4、桥梁健康监测的主要内容为（） A,外部环境监测，通行荷载监测，结构关键部位内力监测，结构几何形态监测，结构自振特性监测，结构损伤情况监测等； B,风载、应力、挠度、几何变位、自振频率； C,外观检查、病害识别、技术状况评定； D,主要材质特性、承载能力评定。 正确答案：A 5、对于连续刚构桥梁外部环境监测的最重要内容为（） A,风速、风向； B,温度； C,湿度；
D,降雨量； 正确答案：B 6、通行荷载监测重点关注参数为（） A,通行车辆尺寸和数量； B,通行车辆的轴重和轴距，交通流量； C,大件运输车辆； D,超限运输车辆。 正确答案：B 7、下列哪项不是桥梁结构关键部位内力主要监测内容（）A,斜拉桥索力； B,梁式桥主梁跨中截面应力； C,钢管混凝土拱桥的拱脚截面应力； D,、梁式桥桥墩内力。 正确答案：D 8、下列哪项不是结构几何形态主要监测内容（） A,连续刚构桥的墩底沉降；
B,连续梁桥的主梁挠度； C,系杆拱桥的吊杆伸长量；拱桥 D,斜拉桥墩（塔）顶偏位。 正确答案：C 9、某桥梁监测结果发现该桥的自振频率有逐渐降低趋势，表明该桥（）A,刚度增大，振动周期变长，技术状况好； B,刚度增大，振动周期变短，技术状况好； C,刚度降低，振动周期变长，技术状况变差； D,刚度降低，振动周期变短，技术状况变差。 正确答案：C 10、结构损伤监测内容不含（） A,损伤部位、范围； B,、损伤类型； C,损伤开展情况； D,损伤原因。 正确答案：D
第1题 在结构混凝土抗压强度检测中，属于无损检测方法的是： A.钻芯法 B.拉脱法 C.回弹法 D.射击法 答案:C 您的答案：C 题目分数：10 此题得分：10.0 批注： 第2题 按规定在回弹仪需要进行率定时，在标准钢砧上率定回弹值应为： A.60？2 B.80？2 C.60？1 D.80？1 答案:B 您的答案：B 题目分数：10 此题得分：10.0 批注： 第3题 回弹仪使用超过（）次，应进行常规保养。 A.2000 B.3000 C.5000 D.6000 答案:A 您的答案：A 题目分数：10 此题得分：10.0 批注： 第4题 使用回弹仪检测时，如回弹仪处于非水平状态，同时混凝土检测面又不是混凝土的浇筑侧面时应： A.进行角度修正。 B.进行不同浇筑面修正。 C.对测得的测区平均回弹值，先进行不同浇筑面的修正，再进行角度修正。 D.对测得的测区平均回弹值，先进行角度修正，再进行不同浇筑
面的修正。 答案:D 您的答案：D 题目分数：10 此题得分：10.0 批注： 第5题 使用回弹法检测混凝土强度时，应优先采用： A.地区测强曲线（如果有） B.统一测强曲线 C.专用测强曲线（如果有） 答案:C 您的答案：C 题目分数：10 此题得分：10.0 批注： 第6题 在做混凝土的碳化试验中需配制指示剂，指示剂的配制为： A.用蒸馏水配制酚酞浓度为5～10%的酚酞溶剂。 B.蒸馏水配制酚酞浓度为1～2%的酚酞溶剂。 C.用75%的酒精溶液配制酚酞浓度为5～10%的酚酞溶剂。 D.用75%的酒精溶液配制酚酞浓度为1～2%的酚酞溶剂。 答案:D 您的答案：D 题目分数：10 此题得分：10.0 批注： 第7题 混凝土碳化会导致： A.混凝土的PH升高。 B.混凝土的PH降低。 C.早期混凝土表面硬度降低。 D.容易使钢筋周围形成钝化。 答案:B 您的答案：B 题目分数：10 此题得分：10.0 批注： 第8题 关于混凝土的电阻率，说法正确的是： A.钢筋锈蚀速度与混凝土的电阻率成正比。
《超大跨径桥梁结构健康监测关键技术》 2017年度湖南省科技进步奖项目公示材料 一、项目名称：超大跨径桥梁结构健康监测关键技术 二、项目简介 桥梁是公路交通的重要节点，而超大跨径桥梁由于结构形式与结构安全的重要性，成为交通线路的重中之中。大桥在投入使用后，不可避免地会受到外界因素（自然灾害、外荷载等）的影响，造成结构安全隐患，最终影响社会经济发展和人民生命财产的安全。 超大跨径桥梁结构健康监测关键技术主要以矮寨特大悬索桥（吉茶高速公路控制性工程，创造了最大峡谷跨径、塔梁完全分离结构设计、轨索滑移法架梁以及岩锚吊索结构四项世界第一）为工程依托，在课题组累积的前期研究基础之上，从监测系统整体效能优化设计、健康监测元器件开发、结构损伤分析与评估等方面开展了深入系统的研究，主要内容及创新点包括： （1）针对桥梁健康监测与评估系统功能划分不明确、系统框架不完全等问题，结合现代计算机通信技术，提出了基于网格的超大跨径桥梁结构健康监测系统。对桥梁结构健康监测系统中评估分析模块效率低、系统间存在信息孤岛等问题进行了优化，最终实现健康监测系统评估功能共享。 （2）针对超大跨径桥梁监测任务点繁多，数据量大等问题，以K-L信息距离为理论基础，提出了K-L信息距离准则。利用该准则研究了超大跨径桥梁传感器优化布置方法，达到用最少测点监测桥梁全面状态的目的。 （3）研究了超大跨径桥梁有限元模型修正方法，提出了基于径向基函数的桥梁有限元模型修正方法，避免了传统的矩阵型和参数型模型修正中修正目标众多、监测自由度与有限元模型自由度不匹配的问题。 （4）根据桥梁的损伤机理与车匀速过桥时与桥梁的耦合特性，提出了基于动能能量比和小波包能量比边缘算子的桥梁结构损伤识别方法。 （5）提出了基于健康监测系统的桥梁拉索疲劳寿命预测方法，研发了低功耗便携式索力在线监测设备等桥梁结构监测元器件。 （6）研发了超大跨径桥梁结构健康监测综合系统，编制了《湖
试题 第1题 用电阻应变片测量桥梁结构的混凝土表面应变，应采用的应变片 标距为（）。 A.5~10mm B.20~40mm C.80~100mm D.200~240mm 答案:C 您的答案：B 题目分数：2 此题得分：0.0 批注： 第2题 下列不适用于全站仪测量变位的是（）。 A.大跨桥梁挠度 B.索塔纵向（横向）位移 C.桥梁线形测量 D.中小跨径桥梁挠度 答案:D 您的答案：D 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第3题 下列关于位移计测量裂缝宽度说法错误的是（）。 A.可用于裂缝宽度增量测试 B.可记录裂缝动态扩展状态 C.分辨率相对较低 D.测读方便，效率高 答案:C 您的答案：C 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第4题 可用于混凝土结构浅裂缝深度测试的仪器是（）。
A.裂缝测宽仪 B.混凝土回弹仪 C.电测位移计 D.超声检测仪 答案:D 您的答案：D 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第5题 以下哪种传感器不适合进行桥梁结构动态参数测试（）。 A.振弦式应变计 B.磁电式拾振器 C.压电式加速度计 D.电阻应变片 答案:A 您的答案：A 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第6题 某桥实测振动信号需要保留低频和直流分量通过，需要采用的滤波方式是（）。 A.低通滤波 B.高通滤波 C.带通滤波 D.带阻滤波 答案:A 您的答案：A 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第7题 振动法索力测试中，索力计算无需考虑的参数是（）。 A.索横向自振频率 B.索的长度 C.索单位长度的质量 D.索与桥面的夹角
答案:D 您的答案：D 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第8题 回弹仪检测混凝土强度是依据混凝土强度与（）之间存在相关性作为基本原理推定混凝土的抗压强度。 A.表面硬度 B.碳化深度 C.弹性模量 D.波速 答案:A 您的答案：A 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第9题 混凝土中钢筋锈蚀电位的检测方法应采用（）。 A.半电池电位法 B.滴定条法 C.四电极法 D.惠斯顿电桥法 答案:A 您的答案：A 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第10题 某千分表量程为0~1mm，共1000个分度，分辨率为（）。 A.0.001mm B.0.01mm C.0.1mm D.1mm 答案:A 您的答案：A 题目分数：2 此题得分：2.0
目录 一、传统桥梁结构检查与评估概述 (1) 二、现代桥梁健康监测系统概述 (2) 三、健康监测系统研究现状 (3) 四、健康监测系统实施现状 (5) $ 五、健康监测系统应用效果与存在问题 (9) 六、健康监测系统改善建议与发展前景 (10) "
一、传统桥梁结构检查与评估概述 桥梁在建成后，由于受到气候、腐蚀、氧化或老化等因素，以及长期在静载和活载的作用下易于受到损坏，相应地其强度和刚度会随时间的增加而降低。这不仅会影响行车的安全，并会使桥梁的使用寿命缩短。为保证大桥的安全与交通运输畅通，加强对桥梁的维护管理工作极为重要。桥梁管理的目的在于保证结构的可靠性，主要指结构的承载能力、运营状态和耐久性能等，以满足预定的功能要求。桥梁的健康状况主要通过利用收集到的特定信息来加以评估，并作出相应的工程决策，实施保养、维修与加固工作。评估的主要内容包括：承载能力、运营状态、耐久能力以及剩余寿命预测。承载能力评估与结构或构件的极限强度、稳定性能等有关，其评估的目的是要找出结构的实际安全储备，以避免在日常使用中产生灾难性后果。运营状态评估与结构或构件在日常荷载作用下的变形、振动、裂缝等有关。运营状态评估对于大桥工件条件的确认和定期维修养护的实施十分重要。耐久能力评估侧重于大桥的损伤及其成因，以及其对材料物理特性的影响。 传统上，对桥梁结构的评估通过人工目测检查或借助于便携式仪器测量得到的信息进行。人工桥梁检查分为经常检查、定期检查和特殊检查。但是人工桥梁检查方法在实际应用中有很大的局限性。美国联邦公路委员会的最近调查表明，根据目测检查而作出的评估结果平均有56%是不恰当的。传统检测方式的不足之处主要表现在： （i）需要大量人力、物力并有诸多检查盲点。现代大型桥梁结构布置极其复杂，构件多且尺寸大，加之大部分的构件和隐蔽工程部位难于直接接近检查，因此，这对现代大型桥梁尤其突出； （ii）主观性强，难于量化。检查与评估的结果主要取决于检查人员的专业知识水平以及现场检测的经验。经过半个多世纪的发展，虽然桥梁的分析设计与施工技术已日趋完善，但对某些响应现象，尤其是损伤的发展过程，尚处于经验积累中，因此定量化的描述是很重要的； （iii）缺少整体性。人工检查以单一构件为对象，而用于现代机械、光学、超声波和电磁波等技术的检测工具，都只能提供局部的检测和诊断信息，而不能
桥梁健康监测系统的简要介绍及设计分析 近年来，随着我国经济的飞速发展，交通运输日渐繁忙，作为公路交通咽喉的桥梁的地位日益突出。桥梁设计理论的验证以及对桥梁结构和结构环境未知问题的调查与研究扩充了桥梁健康监测的内涵。本文结合近十年来桥梁健康监测的研究状况以及大跨度桥梁工程的研究与发展，较系统地阐述桥梁健康监测的内涵。 标签：桥梁健康监测概念意义 随着人们对重要桥梁安全性、耐久性与正常使用功能的日渐关注，桥梁健康监测的研究与监测系统的开发应运而生。由于桥梁监测数据可以为验证结构分析模型、计算假定和设计方法提供反馈信息，并可用于深入研究大跨度桥梁结构及其环境中的未知或不确定性问题，因此，桥梁设计理论的验证以及对桥梁结构和结构环境未知问题的调查与研究扩充了桥梁健康监测的内涵。 对桥梁结构进行综合检测的最终目的是为了使桥梁管理人员对桥梁结构的当前状况有一个正确的认识。这就要求管理系统具有实时监测和智能化的自行评估的功能。 一、桥梁健康监测新概念 桥梁健康监测的基本内涵即是通过对桥梁结构状态的监控与评估，为大桥在特殊气候、交通条件下或桥梁运营状况严重异常时触发预警信号，为桥梁维护潍修与管理决策提供依据和指导。为此，监测系统对以下几个方面进行监控： 1、桥梁结构在正常环境与交通条件下运营的物理与力学状态； 2、桥梁重要非结构构件（加支座）和附属设施（如振动控制元件）的工作状态； 3、结构构件耐久性； 4、大桥所处环境条件；等等。 与传统的检测技术不同，大型桥梁健康监测不仅要求在测试上具有快速大容量的信息采集与通讯能力，而且力求对结构整体行为的实时监控和对结构状态的智能化评估。 然而，桥梁结构健康监测不仅仅只是为了结构状态监控与评估。由于大型桥梁（尤其是斜拉桥、悬索桥）的力学和结构特点以及所处的特定环境，在大桥设计阶段完全掌握和预测结构的力学特性和行为是非常困难的。大跨度索交承桥梁的设计依赖于理论分析并过风洞、振动台模拟试验预测桥梁的动力性能并验证其
第一章桥梁道路监测管理系统 1.1系统总体方案 1.1.1系统的总体方案 1.1.1.1系统建立的目的和意义 危害桥梁正常承载的主要因素包括： （1）结构内力状态的改变 （2）结构损伤 （3）两种因素综合作用 运营健康监测系统必须能够对上述因素进行监测，因此，健康监测系统实施的目的是：（1）随时掌握桥梁结构的内力状态及损伤情况 （2）尽早发现桥梁结构面临的危险状况 （3）为桥梁结构的养护维修提供依据 除了对结构运营状态进行监测外，对桥梁的日常管理养护等工作也纳入综合管理系统，以变实现：管养工作制度化、管养技术现代化、管养决策科学化。 运营健康监测和综合管理系统实施的重要意义在于： （1）能够随时掌握桥梁结构的内力状态及损伤情况 （2）能够在桥梁结构危险萌芽阶段发出预警 （3）对保障桥梁安全运营具有重要意义 （4）能够尽量长地延长桥梁的运营寿命 （5）对降低桥梁总体运营成本具有显著效果 1.1.1.2结构健康监测系统建立的原则 健康监测系统的最主要目的就是发现可能导致结构破坏的病害情况，因此，健康监测系统的建立应遵循以下逻辑原则： （1）研究桥梁结构的各部分将可能面临什么样的病害？这些病害发生的概率是多少？这些病害将导致结构的局部破坏还是整体破坏？
（2）研究结构构件的病害有什么表现？这些表现是否能够为监测系统所监测？ （3）研究选用何种传感器来监测结构安全？传感器精度是否满足安全预警的要求？传感器布置位置是否恰当，数量是否合理？ （4）研究如何对监测信号进行信号处理及分析？如何从监测信号中提取与结构安全直接相关易于为管理人员所理解的结构安全信息或预警信息？ 从这些逻辑原则可以看出，如何定义结构可能遭遇的危险是整个健康监测系统的基础，我们称这个过程为“结构危险性分析” 1.1.1.3结构危险性分析 该系统通过危险性分析来确定监测哪些构件及监测方式的方法，避免了健康监测系统中常见的目的性不强、针对性不明确的问题。 所谓结构危险性分析就是系统地分析桥梁中各部分结构所面临的危险、各项危险发生的概率、危险所导致后果严重程度以及各项危险的可监测性等问题。 广雅大桥的主要结构构件包括：系杆、吊杆、主梁、拱肋、非通航孔桥和下部结构。应根据这些构件的受力特点、材料特性、使用环境等对其进行充分的危险性分析才能够确保健康监测系统的针对性和实用性。 危险性分析通常需要通过大量类似结构的调查并综合考虑本工程的环境及受力特点同时结合必要的结构分析计算才能够得到比较可靠的结论。 通过结构危险性分析我们可以非常明确我们需要监测那些构件、这些构件的重点监测部位、监测内容及监测频率等。 健康监测的监测手段大体可以分为：力学指标监测，损伤直接检测(包括人工目视巡检及无损监测)两种手段。在指定各构件采用的监测手段一般应综合考虑危险性的程度、监测的经济性和有效性等问题。 健康监测的监测手段大体可以分为：传感器在线监测，人工巡检(包括人工目视巡检)两种手段；一般而言传感器在线监测具有连续把握监测对象的特点，但其经济代价大，且对诸如钢材锈蚀、混凝土开裂等病害难以监测到；人工定期巡检能够比较容易发现结构的早期病害造成的外观变化，且一次性投入相对较小，但其不具有连续及实时性。 1.1.1.3.1吊杆的危险性分析及监测策略 吊杆锈蚀断丝是该桥的主要病害，其断丝隐蔽性强，应考虑对其进行监测。
第1题 新建桥梁交付使用后多长时间应进行第一次全面检查年 年 年 年 年 答案:A 您的答案：A 题目分数：10 此题得分： 批注： 第2题 连续梁桥正弯矩区最大内力出现在 A.梁端 B.跨中 4跨 4跨 8跨 答案:B 您的答案：B 题目分数：10 此题得分： 批注： 第3题 拱桥主拱圈的受力特点 A.纯受拉 B.纯受弯 C.纯受剪 D.纯受压 E.既受压又受弯 答案:E 您的答案：E 题目分数：10 此题得分： 批注：
桥梁按材料可分为 A.木桥 B.圬工桥 C.混凝土桥 D.钢桥 E.钢砼组合桥 答案:A,B,C,D,E 您的答案：A,B,C,D,E 题目分数：10 此题得分： 批注： 第5题 空心板梁铰缝受损，出现单梁受力的可能原因有： A.支座缺失或脱空 B.桥面铺装层未有效参与作用 C.铰缝施工质量差 D.超载 E.梁高不够 答案:A,B,C,D 您的答案：A,B,C,E 题目分数：10 此题得分： 批注： 第6题 盆式橡胶支座由哪些组成部分 A.上、下支座钢板 B.中间钢板 C.密封胶圈 D.四氟乙烯滑板 E.橡胶块 答案:A,B,C,D,E 您的答案：A,B,C,D,E 题目分数：10 此题得分： 批注：
下列哪些情况整座桥应直接评为5类桥 A.上部结构有落梁或梁、板断裂现象 B.梁式桥上部承重构件控制截面出现全截面开裂 C.拱圈严重变形 D.梁式桥上部承重构件有严重的异常位移，存在失稳现象 E.桥面板出现严重塌陷 答案:A,B,C,D,E 您的答案：A,B,C,D,E 题目分数：10 此题得分： 批注： 第8题 简支梁桥跨中规律性横向裂缝属于剪切裂缝 答案:错误 您的答案：错误 题目分数：10 此题得分： 批注： 第9题 T形刚构桥属于静定结构体系 答案:错误 您的答案：错误 题目分数：10 此题得分： 批注： 第10题 水下结构物属于隐蔽工程，运营期可不必要再对其进行检查和维护答案:错误 您的答案：错误 题目分数：10 此题得分： 批注： 试卷总得分：
桥梁结构健康监测
目录 1. 桥梁结构健康监测的概念 0 2. 桥梁结构健康监测系统 0 2.1. 监测内容 0 2.2. 数据传输 (1) 2.3. 数据分析处理和控制 (2) 2.4. 大型桥梁结构健康监测系统 (2) 2.5. 桥梁结构健康监测的现状与发展方向 (3) 3. 桥梁结构健康监测系统的意义 (4) 3.1. 桥梁结构健康监测系统的主要作用包括： (4) 3.2. 桥梁健康监测意义 (4) 4. 现有桥梁结构监测系统存在的问题 (5) 5. 结语 (6)
桥梁结构健康监测 1.桥梁结构健康监测的概念 交通是社会的经济命脉，桥梁是交通的咽喉，交通不畅会制约社会的经济发展，所以保障桥梁的功能性、耐久性，尤其是安全性至关重要。为保证桥梁安全运行、避免严重事故发生,对桥梁结构进行健康监测应运而生，桥梁结构健康监测是以科学的监测理论与方法为基础，采用各种适宜的检验、检测手段获取数据，为桥梁结构设计方法、计算假定、结构模型分析提供验证；对结构的主要性能指标和特性进行分析，及早预见、发现和处理桥梁结构安全隐患和耐久性缺陷，诊断结构突发和累计损伤发生位置与程度，并对发生后果的可能性进行判断与预测。通过对桥梁结构健康状态的监测与评估，为桥梁在各种气候、交通条件下和桥梁运营状况异常时发出预警信号，为桥梁维护、维修与管理措施提供依据，并通过及时采取措施达到防止桥梁坍塌、局部破坏，保障和延长桥梁的使用寿命的目的。 2.桥梁结构健康监测系统 2.1.监测内容 数据采集与测量的内容主要为：变形(沉降、位移、倾斜)、应力、动力特性、温度、外观检测等。 1)变形监测 采取适宜的测量手段，对桥梁主体结构关键部位的沉降、位移、倾斜量进行监测。常用监测变形的方法有：导线测量法、几何水准测量法、GPS测定三维位移量法、自动极坐标实时差分测量法和自动全站仪三维坐标非接触量测等。 2)应力监测 桥梁运营状态中主体结构的应力变化是由于主体结构的外部条件和内部状态变化引起
公路水运工程试验检测人员继续教育自测试题 桥梁健康监测技术简介试题 本试题为本人在个人继续过程中收集的公路水运工程试验检测人员继续教育自测试题的题目及答案，仅为后续继续教育的同志提供方便，如觉得文件不错记得评价、点赞及下载，不建议盗用及外传，谢谢合作。 第1题 桥梁健康监测的主要内容为（） A.外部环境监测，通行荷载监测，结构关键部位内力监测，结构几何形态监测，结构自振特性监测，结构损伤情况监测等； B.风载、应力、挠度、几何变位、自振频率； C.外观检查、病害识别、技术状况评定； D.主要材质特性、承载能力评定。 答案:A 您的答案：A 题目分数：5 此题得分：5.0 批注： 第2题 对于连续刚构桥梁外部环境监测的最重要内容为（） A.风速、风向； B.温度； C.湿度； D.降雨量； 答案:B 您的答案：B 题目分数：5 此题得分：5.0 批注： 第3题 通行荷载监测重点关注参数为（） A.通行车辆尺寸和数量；
B.通行车辆的轴重和轴距，交通流量； C.大件运输车辆； D.超限运输车辆。 答案:B 您的答案：B 题目分数：5 此题得分：5.0 批注： 第4题 下列哪项不是桥梁结构关键部位内力主要监测内容（） A.斜拉桥索力； B.梁式桥主梁跨中截面应力； C.钢管混凝土拱桥的拱脚截面应力； D.、梁式桥桥墩内力。 答案:D 您的答案：D 题目分数：5 此题得分：5.0 批注： 第5题 下列哪项不是结构几何形态主要监测内容（） A.连续刚构桥的墩底沉降； B.连续梁桥的主梁挠度； C.系杆拱桥的吊杆伸长量；拱桥 D.斜拉桥墩（塔）顶偏位。 答案:C 您的答案：C 题目分数：5 此题得分：5.0 批注： 第6题 某桥梁监测结果发现该桥的自振频率有逐渐降低趋势，表明该桥（） A.刚度增大，振动周期变长，技术状况好； B.刚度增大，振动周期变短，技术状况好； C.刚度降低，振动周期变长，技术状况变差； D.刚度降低，振动周期变短，技术状况变差。 答案:C
文章编号：1009-6825（2011）17-0188-02 浅议桥梁结构健康监测系统 收稿日期：2011-02-24作者简介：王 兰（1983-），女，助理工程师，中交路桥技术有限公司，北京100029 王 明（1982-），男，工程师，中铁二十二局集团第一工程有限公司，北京100040 王兰 王明 摘 要：对桥梁结构健康监测的传感器系统、数据采集与传输系统、数据处理与控制系统及桥梁健康评估系统进行了论述，指出了目前国内外桥梁结构健康监测系统存在的差距，阐述了应用桥梁结构健康监测系统的意义，旨在保证桥梁运 营安全。 关键词：桥梁，健康监测，系统中图分类号：U446 文献标识码：A 尽管（截止到2006年）我们国家现有桥梁已经达到了50万余座， 但是有些地方的桥梁管理者对现有桥梁的管理仍然是“被动式”的，也就是当桥梁发生安全事故的时候才对桥梁进行维护（检测和加固）。这种被动式的管理不可避免的会带来桥梁安全事故的频繁发生，如近几年的重庆彩虹桥、宜宾小南门桥、苏州堰月桥以及辽宁盘锦的田庄台桥等塌桥事故。随着桥梁管理理念的发展和桥梁检测、 健康监测以及评估方法的进步，使得变“被动式”的桥梁管理为“主动式”桥梁安全管理成为可能。“主动式”的桥梁管理核心是建立桥梁维护管理制度，定期对 桥梁进行检测（对重大桥梁安装桥梁结构健康监测系统，对其进行“实时检测”），及时了解桥梁的安全状况，并采取相应的修理措 施，避免安全事故的发生。 1桥梁结构健康监测系统基本框架 一个较为完整的桥梁结构健康监测系统一般包括以下四个 子系统：传感器系统、数据采集与传输系统、数据处理与控制系统和桥梁健康评估系统。 1．1传感器系统 一般桥梁结构健康监测系统选用的传感器包括两大类：一类 是监测桥梁荷载（系统输入）的传感器，一类是监测桥梁结构反应（系统输出）的传感器。 监测桥梁荷载的传感器包括以下几种：温度计、风速仪、空气温湿度计和汽车动态称重系统等；监测桥梁结构响应的传感器包括以下几种：应变计、加速度计、GPS 、倾角仪、位移计、锚索计等。 根据不同的桥梁结构形式和工程预算的约束，不同的工程可以选择不同的传感器种类和数量。传感器系统设计主要是传感器种类和数量的选择，重点是传感器布点优化设计。 1．2数据采集与传输系统 数据采集设备一般包括五种：1）通用采集仪器，主要采集电类传感器信号，一般可针对具体的项目进行特殊设计。2）光纤光栅解调仪，光纤传感器是近些年来兴起的传感器种类，对于桥梁 监测系统光纤应变计和温度计得到了日益广泛的应用，采集光纤传感器信号使用光纤光栅解调仪。3）振弦采集仪，对于振弦原理 设计的传感器必须用振弦采集设备，如锚索计等。4）GPS 接收机， GPS 数据采集由专门的系统设备完成，GPS 天线通过同轴电缆连接至相应的GPS 接收机。5）动态称重主机， WIM 系统的数据通过高速称重主机接收压电传感器和地感线圈的信号来进行采集。 数据传输包括三个层次：1）从传感器到采集设备的局部传输网络；2）从采集设备到桥头交换机二级传输网络；3）从桥头交换 机到监控中心的骨干传输网络。数据采集与传输系统主要是与 传感器匹配的采集仪器的选择、通道数和采集频率的确定，以及数据传输方案的设计。 1．3数据处理与控制系统 在结构健康监测系统中，对系统监测数据的处理根据处理方 式、处理内容以及处理顺序的不同分为数据预处理和数据后处 理。系统的数据处理功能由数据库服务器与工控机共同来完成。数据采集系统中的原始监测数据的预处理是在各子系统采 集仪上完成， 包括通用数据采集仪、光纤解调仪、GPS 接收机、WIM 称重主机。预处理后的数据经桥头交换机通过光纤传回监控中心，监控中心的工控机接收预处理后的数据并实时显示。 经预处理后的数据实时的传输至监控中心，在各工控机中通过数据处理软件进行数据后处理，由于数据后处理涉及更为复杂的处理方式，因此有时可能需要进行人机交互的数据处理方式。 1．4桥梁结构健康评估系统 桥梁结构健康监测系统直接目的是为了桥梁结构评估。桥梁结构评估包括两个层次：一个层次是基于对监测数据的分析判定桥梁上是否发生了病害，并确定病害大致位置，辅以人工检查确定病害程度和性质。第二个层次是在上述病害下桥梁是否安全，是否需要维修加固。第一个层次是桥梁损伤识别的研究范畴；第二个层次一般有基于可靠度理论的分项系数评估方法和基于精细有限元分析的力学方法。桥梁健康评估系统是桥梁健康监测系统的核心。桥梁健康评估系统主要功能是根据采集的数据和分析结果对桥梁承载能力进行评估， 为桥梁维护提供决策依据。2桥梁结构健康监测系统国内外应用现状 20世纪60年代以来，由于发达国家桥梁严重退化，安全事故不断发生和事故后果的严重性，工程技术人员对桥梁结构监测展开了积极的探索。一方面是桥梁管理系统的研究，美国、英国、日本、加拿大和德国等一些发达国家最先开发了基于计算机的桥梁管理系统，美国从20世纪60年代起就开始使用桥梁管理系统，建成了大量的数据库，以便对桥梁进行科学管理。另一方面是监测系统的研究，到90年代国内外许多大型桥梁安装了健康监测系统，如日本的明石海峡大桥、丹麦的Great Belt 和中国的江阴桥等。 中国香港的青马大桥、汀九桥和汲水门桥三座桥梁同时安装了风与结构健康监测系统WASHMS （Wind And Structural Health Monitoring System ），为便于集中管理，相关部门建立了一个整体监控中心，三座桥梁共用一套整体的数据处理与控制系统和结构健康评价系统，三座桥梁的数据采集与传输作业的控制在监控中心 · 881·第37卷第17期2011年6月 山西 建筑 SHANXI ARCHITECTURE Vol．37No．17Jun．2011
桥梁结构安全监测的基本内容主要为：变形（沉降、位移、倾斜）、应力、动力特性、温度以及常规外观检测等。 其中桥梁挠度是监测的一项重要内容，确保结构有足够的刚度。 测量桥梁挠度可以在桥梁的不同部位安装合适的传感器，如机械测试仪器（包括百分表、千分表、张线式位移和挠度计）、光电成像法、倾角仪、GPS、激光图像法、连通管法。目前在监测中常用GPS进行监测，它实现桥梁动态实时、自动测量。 。传统桥梁结构应力应变测量所采用的技术模式基本是通过敏感元件（如电阻应变片、基于钢弦的振弦式应变计）将被测量转换成电学量，再通过专用电学量测量仪器记录测量结果。 压电式及ICP型加速度传感器，它是使用最普遍的振动传感器，特点是稳定性好、体积小、是中高频振动的理想传感器。电容式加速度传感器是一种适合超低频测量的振动传感器，其下限频率可以达到0Hz，非常适用在极低频率和静态加速度测量。伺服式振动传感器，它是测量超低频微振动的理想传感器，采用有源或无源闭环伺服技术，具有良好的超低频特性，适合超低频大量程测量和微弱振动测量。目前该类传感器在桥梁测试中普遍应用，但在长期监测系统中使用不多。 根据城市桥梁在道路系统中的地位，城市桥梁宜分为以下五类： Ⅰ类养护的城市桥梁——特大桥梁及特殊结构的桥梁。 Ⅱ类养护的城市桥梁——城市快速路网上的桥梁。 Ⅲ类养护的城市桥梁——城市主干路上的桥梁。 Ⅳ类养护的城市桥梁——城市次干路上的桥梁。 Ⅴ类养护的城市桥梁——城市支路和街坊路上的桥梁。 城市桥梁检查应根据其内容、周期、评估要求分为经常性检查、定期检测、特殊检测。
经常性检查又称日常检查或例行检查，主要指对桥面设施、上部结构、下部结构和附属构造物的技术状况进行日常巡视检查，及时发现缺损并进行小修保养工作。 (1)经常性检查宜以目测为主，配合简单量测工具， 定期检查是为评定桥梁的使用功能，制订管理养护计划提供基础数据，按规定周期，对桥梁主体结构及其附属构造物的技术状况进行定期跟踪的全面检查。 （1）定期检测分为常规定期检测和结构定期检测。常规定期检测应每年一次，可根据城市桥梁实际运行状况和结构类型、周边环境等适当增加检测次数。结构定期检测应在规定的时间间隔进行，Ⅰ类养护的城市桥梁宜为1-2年，关键部位可设仪器监控测试；Ⅱ~Ⅴ类养护的城市桥梁间隔宜为6-10年。 （2）常规定期检测宜为目测为主，并应配备如照相机、裂缝观测仪、探查工具及现场的辅助器材与设备等必要的量测仪器。 （4）结构定期检测报告应包括下列内容： 1城市桥梁进行结构定期检测的原因。 2结构定期检测的方法和评价结论。 3结构使用限制，其中包括荷载、速度、机动车通行或车道数限制。 4养护维修加固措施。 2 城市桥梁常规定期检测中难以判明是否安全的桥梁。 3 为提高或达到设计承载等级而需要进行修复加固、改建、扩建的城市桥梁。 4 超过设计年限，需延长适用的城市桥梁。
第一章 1、试述做好试验检测工作对提高桥涵工程质量的意义。答：桥涵试验检测是大跨径桥梁施工控制，新桥型结构性能研究，各类桥涵施工质量评定工作的重要手段。认真做好桥涵试验检测工作，对推动我国桥梁建设水平，确保桥涵工程施工质量，提高建设投资效益，保障人民生命财产安全，都具有十分重要的意义。 2、常规桥涵工程试验检测包括哪些主要内容？试验检测的依据主要包括哪些标准、规范和规程？答：常规试验检测的主要内容包括：1、施工准备阶段的试验检测项目：桥位放样测量、钢材原材料试验、钢结构连接性能试验、预应力锚具、夹具和连接器试验、水泥性能试验、混凝土粗集料试验、混凝土配合比试验、砌体材料性能试验、台后压实标准试验、其他成品半成品试验检测。2、施工过程中的试验检测：地基承载力试验检测、基础位置尺寸和标高检测、钢筋位置尺寸和标高检测、钢筋加工检测、混凝土强度抽样试验、砂浆强度抽样试验、桩基检测、墩台位置尺寸和标高检测、上部结构（构件）位置尺寸检测、预制构件张拉运输和安装强度控制试验、预应力张拉控制检测、桥梁上部结构标高变形内力（应力）检测、支架内力变形和稳定性检测、钢结构连接加工检测、钢构件防护涂装检测。 3、施工完成后的试验检测：桥梁总体检测、桥梁荷载试验、桥梁使用性能检测。公路桥涵工程试验检测应以国家和交通部颁布的有关工程的法规、技术标准、设计、施工规范和材料试验规程为依据进行。我国结构工程的标准和规范可以分为四个层次。第一层次：综合基础标准，如《工程结构可靠度设计统一标准》（GB 50153－92）,是指导制定专业基础标准的国家统一标准。第二层次：专业基础标准，如《公路工程技术标准》（JTG B01－2003）、《公路工程结构可靠度设计统一标准》（GB/T 50283－1999）,是指导专业通用标准和专业专用标准的行业统一标准。第三层次：专业通用标准。第四层次：专业专用标准。 3、公路工程质量等级评定单元如何划分？质量等级评为几级？质量等级如何评定？
第39卷第2期土 木 工 程 学 报Vol 139No 12 2006年2月CH I N A C I V I L E NGI N EER I N G JOURNAL Jan 12006 大型桥梁结构智能健康监测系统集成技术研究 李 惠1 周文松1 欧进萍1 杨永顺 2 (1.哈尔滨工业大学,黑龙江哈尔滨150090;2.山东省交通厅公路局,山东济南250002) 摘要:首先分析研究了桥梁健康监测系统的各个子系统的功能、特点、实现方法与硬软件系统,研究了完成桥梁健康 监测任务对各个子系统协同工作的要求。提出了以Lab W indows/Lab V I E W 为桥梁健康监测系统的核心软件,由它“指挥”、调用和驱动各个子系统的运行和数据的交互与通讯;以数据管理子系统的数据库作为桥梁健康监测系统的中心数据库,它不仅存储桥梁结构及其监测数据的全部信息,同时所有的数据交互均通过该数据库完成。建议采用B r ower/Server 系统模式将桥梁结构健康监测的各子系统相互结合,建立基于网络平台的开放式的实时在线智能健康监测系统。最后,为一座实际的三塔斜拉桥集成了一套健康监测系统。关键词:大跨桥梁;健康监测;系统集成;网络平台;智能中图分类号:U44517 U447 文献标识码:A 文章编号:10002131X (2006)022******* A study on system i n tegra ti on techn i que of i n telli gen t m on itor i n g system s for soundness of long 2span br i dges L i Hui 1 Zhou W ensong 1 O u J inping 1 Yang Yongshun 2 (1.Harbin I nstitute of Technol ogy,Harbin 150090,China 2.H ighway Bureau of Trans portati on Office,Shandong Pr ovincial,J inan 250002,China ) Abstract:This paper analyzed all the subsyste m s in their functi ons,characteristics,i m p le mentati ons,and their hard ware and s oft w are .A study was made on the require ment of concerted app licati on of these subsyste m s for the s oundness monit oring of l ong 2s pan bridges . It was suggested that Lab W indows/Lab V I E W is t o be used as the main syste m t o contr ol the running of the subsyste m s and the interchanging of infor mati on a mong the m.The database of a data menage ment syste m is used as the central database,which st ores not only the infor mati on of the bridge structure,but als o the monit oring inf or mati on . It was suggested t o use B r ower/Server syste m t o connect all the subsyste m s,and an open,real ti m e and online s oundness monit oring syste m based on the net w ork p latfor m can be f or med .Finally,a s oundness monit oring syste m f or a three 2t o wer cable 2stayed bridge was cited as an exa mp le . Keywords:l ong 2s pan bridge;s oundness monit oring syste m;syste m integrati on;net w ork p latf or m;intelligence E 2ma il:lihui@hit 1edu 1cn 基金项目:国家自然科学基金(50410133)、国家杰出青年科学基金 (50525823) 作者简介:李惠,教授收稿日期:2004206225 引 言 桥梁结构造价昂贵,投资规模大,运行或使用期长,在其长达几十年、甚至上百年的服役期间,环境侵蚀、材料老化和荷载的长期效应、疲劳效应与突变效应等不利因素的耦合作用将不可避免地导致结构和系统的损伤积累和抗力衰减,从而抵抗自然灾害、甚 至正常环境作用的能力下降,极端情况下可能引发灾 难性的突发事故 [1] 。健康监测系统可以较全面地把 握桥梁结构建造与服役全过程的受力与损伤演化规律,是保障大型桥梁的建造和服役安全的有效手段之一。结构健康监测系统研究已经成为航空航天、国防、复合材料、土木工程等领域的热点研究方向。各国均在新建的和已服役的重要工程结构上增设健康监测系统 [2-3] 。美国20世纪80年代中后期开始在多座 桥梁上布设监测传感器,监测环境荷载、结构振动和局部应力状态,用以验证设计假定、监视施工质量和实时评定服役安全状态。例如,佛罗里达州的Sunshine Sky way B ridge 桥上安装了500多个传感器。
桥梁健康监测系统方案
目录 1 项目概况---------------------------------------------------------------- 1 1.1 桥梁概述----------------------------------------------------------- 1 1.2 监测目的----------------------------------------------------------- 1 1.3 监测依据----------------------------------------------------------- 1 1.4 监测内容----------------------------------------------------------- 1 2 基本思路--------------------------------------------------------------- 2 3 巴河特大桥健康监测断面及测点布置----------------------------------- 2 3.1 主梁关键截面竖向变形-------------------------------------------- 2 3.2 主梁关键截面应变监测-------------------------------------------- 3 3.3 箱梁温度、湿度--------------------------------------------------- 3 3.4 车辆荷载---------------------------------------------------------- 4 3.5 监测仪器设备------------------------------------------------------- 4 4 监测系统---------------------------------------------------------------- 4 4.1系统组成---------------------------------------------------------- 4 4.2 监测系统实施方案------------------------------------------------ 5
第一部分 桥梁结构试验检测 一、桥梁总体 1、桥梁静载和动载试验的区别 答：静载试验是结构试验中最大量最常见的基本试验。桥梁结构的动力试验目的主要包括两方面的内容，一是测量移动车辆作用下桥梁指定断面上的动应变或指定点的动挠度；二是测量桥梁结构的自振特性。区分静力问题与动力问题的主要标志并不是与结构受力状态有关的物理量是否随时间的变换，而是由结构的运动加速度引起的惯性力是否已经大到不可忽略的程度，通常由移动车辆荷载引起的结构反应动态增量部分只占全部反应的极小部分。 2、桥梁模型试验与原型试验（三个相似性） 答：原型试验的对象是实际结构或杆件，也称为实桥试验。桥梁模型试验的对象是仿照真实结构，按照一定比例关系复制的真实结构的试验代表物，它具有实际接结构的全部或部分特征，但模型的尺寸比原型小得多。 根据不同的试验目的，可以将模型试验分为两类，一类以解决生产实践中的问题为主要目的的模型试验，模型与原型之间要满足几何相似、力学相似和材料相似的关系。还有一类模型试验，主要是用来验证计算理论或计算方法的，一般只要满足几何相似即可。 二、桥梁支座与伸缩缝装置 1、橡胶板式支座力学性能与指标的基本概念和含义 答：桥梁支座设置在梁板体系中主梁与墩台之间，其主要功能是将上部结构的各种荷载传递到墩台，并能适应上部结构的荷载、温度变化、混凝土收缩的那个各种因素所产生的变形。简易垫板支座、钢板支座、钢筋混凝土支座、铸钢或不锈钢支座以及目前广泛使用的橡胶支座。 板式橡胶支座成品的力学性能指标极限抗压强度/u R M pa 、弹性压缩模量E/Mpa 、抗剪弹性模量G/Mpa 、橡胶片允许剪切角的正切值tan α、支座允许转角正切值tan θ和四氟板与不锈钢板表面摩擦系数f u （加硅脂时）。 2、橡胶支座形状系数与竖向变形 答：橡胶支座在一定压力作用下，其竖向变形主要由两个因素决定。一是支座中间橡胶片与加劲钢板接触面的状态，即橡胶与钢板粘结质量。如果粘结牢固，橡胶的侧向膨胀受到钢板的约束减少了支座的竖向变形，反之则增大竖向变形。第二个决定作用的因素是支座受压面积与自由膨胀侧面积之比值，常称之为形状系数。 对于矩形支座： ×L 2()a b a b i L S L L = +δ 对于圆形支座： 4i d S = δ 式中: S ——形状系数; a L ——支座短边长度，mm;