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桥梁

斜拉桥健康监测解决方案


一、 斜拉桥特点

        1、力学特点:斜拉桥是由塔、梁和斜向布置的拉索等组成的组合受力结构体系的桥梁; 

        2、受力体系:

          (1)桥面体系 

             主梁受力:压弯构件,以弯距为主。  

          (2)支撑体系 

             斜拉索:受拉构件;书香形成多个弹性支撑,水平向形成对主梁的阶梯状压力。

             索塔:刚性支撑,压弯构件,以受压为主。

        3、主梁与斜拉索关联后的特点: 

          (1)跨越能力大,建筑高度小 

             主梁在斜拉索支承下,就像多跨弹性支承连续梁那样工作,使“局部跨度”显著减小,让“整体跨度”能显著提高,主梁高度“相对”降低。

          (2)以弯为主的压弯构件  

             主梁把斜拉索索力的水平分力作为轴力传递,形成自锚体系结构。 

          (3)恒载内力可调整

             借助斜拉索的预拉力,可以对主梁的内力进行调整。

          (4)施工方法灵活方便

             用于大跨度桥梁施工的传统施工方法,不仅可用,而且还能借助斜拉索的联合作用来减轻施工机具对结构的影响。

        4、索塔与斜拉索关联后的特点:  

          (1)塔是以压力为主的压弯构件;顺桥向的刚度与后锚索的关系很大

            自重与斜拉索张里的竖向分力表现为轴力;两侧索力纵向不平衡的水平力产生弯矩。

          (2)斜拉索是受拉构件

             拉力来源于施工时的主动张拉和外荷载下的被动受力

          (3)容易振动   

二、 斜拉桥分类 

        1、按照塔、梁、墩相互结合方式,可划分为漂浮体系、半漂浮体系、塔梁固结体系和刚构体系。

        2、按照主梁的连续方式,有连续体系和T构体系等。

        3、按照斜拉桥的锚固方式,有自锚体系、部分地锚体系和地锚体系。 

        4、按照塔的高度不同,有常规斜拉桥和矮塔斜拉桥体系。

三、 斜拉桥监测内容

 斜拉桥表1.png

 

 

 

四、传感器选型 

 斜拉桥表2.png

 

 

 

五、健康监测系统组成

        桥梁健康监测系统采用集中统一下的分布式结构,由监控中心、大桥监测站共2个部分组成,如下图所示。大桥监测站由传感器子系统、数据采集与传输子系统组成;监控中心由数据处理与控制子系统、数据管理与数据库子系统、结构健康评价子系统共3个子系统组成。

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图1  桥梁健康监测系统组成 

 

 

 

六、报警机制

        桥梁健康监测中心报警机制主要由报警服务器完成,实现报警预警处理和报警解除,负责报警和预警信息的处理和维护统计,并在有预警信息时调用桥梁结构损伤识别与健康评价子模块,返回桥梁结构损伤识别与健康评价模块对桥梁的评价结果,为专家诊断提供依据。

        当预警模块和预层次分析法发出的健康状态评价结果达到预警状态时,预警模块将自动发出预警信息,为便于管理人员第一时间掌握该信息,通过以下三种方式进行预警:

        方式1: 在计算机终端显示界面上以醒目图形、声响等形式发出预警,并弹出提示对话框,必须人为取消后才停止;

        方式2: 通过实时发送短信(微博、微信)、电子邮件等方式通知管理人员;

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图2  手机短信预警模式

        方式3:若桥梁结构出现危险情况,业主不能及时赶到事故现场,可以通过启动桥梁上的预警装置,发出预警信号或直接中断桥梁运行,告知正要或正在通行的车辆或人员桥梁已出现危险情况,请尽快离开或改道行驶,以避免二次事故的发生。

 

 


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