文档介绍：健康监测在桥梁工程中的应用
中国桥梁建设取得的成就
作为四大文明古国的一员,中国有着极其悠久和灿烂的文化。在桥梁工程领域,我国在周秦时期,梁索浮三种桥型就已经基本具备;两汉时期,以栈桥建设为主;隋唐时期,技术日益成熟,达到飞跃;两宋时期,全面开展,大规模进行;元明清时期,日趋鼎盛,清朝中后期技术开始落后。与同期世界水平相比,我,建造了无数的各式桥梁,并有大量的优秀作品传世至今。
始建于公元605-616年的赵州桥,不仅是我国而且也是世界上现存最早、保存最完整的空腹式石拱桥,对世界后代的桥梁建筑有着十分深远的影响。它横跨于赵县洨河之上,是一座大拱两端叠加分流用小拱的敞肩单孔弧形石桥,由28道石拱券纵向并列砌筑而成,其建筑结构之奇特,自古有“奇巧固护,甲于天下”的美称, 1991年,赵州桥被美国土木工程师学会选定为世界第十二处“国际土木工程历史古迹”。有着“世上无桥长此桥”美誉的安平桥建于800多年前的南宋时期,全长两千多米,不仅是我国最长的石梁桥,也是世界上最长的石梁桥。另外还有位列中国三大古代名桥之首卢沟桥;在世界造桥史上开创性采用筏型基础及种蛎固基的洛阳桥(又称万安桥);跨径达到103米的泸定桥;作为中国乃至世界上最早的一座开关活动式大石桥的广济桥等等。
时值近代钱塘江大桥,武汉长江大桥,南京长江大桥吹响了我国向现代化桥梁大国进军的号角。据不完全统计,截止2009年底,我国已建成公路、铁路、公铁两用桥梁总数已达60余万座,仅在长江、黄河上就有250 余座。其中,长江及其支流沱沱河、通天河、金沙江上有近130座,黄河上有120 余座。在已建成的斜拉桥、悬索桥、拱桥、梁桥中,分别位居世界同类型桥梁跨径排行榜前十名之列的有24 座,占60%。其中:斜拉桥6 座,苏通长江大桥(主跨1088m 钢箱)、香港昂船洲大桥(主跨1018m 分离钢箱) 分别位居第一、第二;悬索桥4 座,舟山西堠门大桥(主跨1650m 分体式钢箱;为世界首座)、润扬长江大桥(主跨1490m 钢箱) 分别位居第二、第四;拱桥8座,重庆朝天门长江大桥(主跨552m 连续钢桁系杆拱)、上海卢浦大桥(主跨550m 钢箱提篮系杆拱) 分别位居第一、第二;梁桥6 座,重庆石板坡长江大桥(主跨330m 钢—混凝土混合刚构—连续)位居第一。跨海桥梁中的宁波杭州湾大桥总长36 Km,为跨海桥梁世界之最;;舟山大陆连岛工程总长
; 上海长江隧桥工程———南隧北桥,、,为世界迄今为止最大的隧桥结合工程。
不管什么形式的桥梁,其基本材料大多可归为石材,木材,混凝土,钢材等类型,而这些材料在耐久性方面均存在不同程度的问题,需要给予特别关注。所以随着我国桥梁建设高潮的来临,对重要桥梁运营状况进行实时监测显得愈发迫切,加上国际桥梁领域最新发展动态的引导,桥梁健康监测日益成为国内发展的一大热点。
桥梁健康监测系统发展简介
虽然健康监测是最近一二十年才兴起的一个技术方向,但追寻历史我们发现结构监测概念古已有之:在中国,古塔上通常安装有各种各样的铃铛,而这些铃铛就兼具结构强烈晃动时提醒游人撤离的预警功能。另外,中国的监测传感技术也源远流长:汉代的古籍中就有大气温度和风速风向测量的记载。而1969年,Lifshitz和Rotem所写的论文则被视为阐述现代结构健康监测理念——通过动力响应监测评估结构健康状态——的第一篇论文;由此,桥梁健康监测在世界范围内蓬勃发展起来。
在工程领域:1987年,英国在总长522m的三跨连续钢箱梁桥Foyle桥上布设传感器监测大桥运营阶段在车辆与风载作用下主梁的振动、挠度和应变等响应,该系统是最早安装的较为完整的健康监测系统之一。挪威的Skamsundet斜拉桥,丹麦的Faroe跨海斜拉桥和主跨1624m的Great Belt East悬索桥,加拿大的Confederation连续刚构桥,日本的明石海峡大桥等大跨桥梁上也相继安装了监测系统;1997年, 香港的青马大桥、汲水门大桥和汀九大桥等三座大桥上安装了风和结构监测系统。随后,内地的东海大桥、虎门大桥、徐浦大桥、江阴长江大桥等桥梁上也建立了不同规模的结构监控系统。
在学术领域:1988年在日本东京举行的第九届世界地震工程会议(9WCEE)上,首次在国际范围内讨论土木工程主动控制。1994年,国际结构控制学会(IASC)正式成立,同年召开第一届国际结构控制会议(1st World Conf. on StructuralControl)。为了应对形势发展的需要,2006年以后,国际结构控制学会(IASC)会议改名为国际结构控制与监测会议(World Conf. on Structural