—62 —北方交通2018年第4期文章编号：1673 -6052(2018)04 -0062 -03DOI：10.15996/j. cnki. bfjt.2018.04.017
黄金山
铣刀头装配图(惠州市经纬土地勘测规划科技有限公司惠州市516000)
摘要：结合工程实例，应用全站仪、智能弦式应变计和柔性导电涂料裂缝监测技术等对该桥梁结构的变形、应力和裂缝变化情况进行测试，可确定桥梁结构的整体运营状态和局部病害的变化情况，预测其变化趋势和规律，通过对测试数据分析，对桥梁状态做出评价，为桥梁养护决策提供技术支撑。 关键词：桥梁工程；变形监测；应变监测；裂缝监测
中图分类号：U446.2 文献标识码：B
1工程概况
A大桥主桥上部结构为（62 +100 +62) m变截 面预应力混凝土连续箱梁，设计荷载等级为公路- I级，主
桥立面图如图1所示。桥梁上部箱梁采用 单箱单室，纵、横、竖三向预应力体系，桥宽12.75m，箱梁根部梁高5. 8m，跨中梁高2. 5m，箱梁顶板宽 12_ 75m，底板宽6m，翼缘板悬臂长为3. 375m。箱梁 高度从距墩中心1.8m处到跨中合龙段中心按1.8 次拋物线变化。箱梁〇号块长度为6. 8m，箱梁顶板 厚度为0.28m，底板厚度从0.30m至0.8m按1.8 次抛物线变化，腹板厚度根部为〇. 8m、跨中处为 0.5m。纵向预应力钢束共设置了顶板束、腹板束、中跨底板束、边跨底板束、合龙段连续束，其中边跨 底板束及边跨合龙段连续束采用单端张拉，其余均 为两端张拉。主桥桥墩采用7m(横向）X 3. 6m(纵 向）实心墩，基础采用整体式承台，每墩8根直径为 1.6m的钻孔灌注桩。过渡墩采用直径为2.0m的双柱墩，基础采用6根直径为1.6m的钻孔灌注桩。
该桥梁于2010年12月建成通车，作为普通干 线公路重点桥梁，有必要定期进行健康监测。通过 常规检查记录与监测结果分析，掌握环境因素变化 对桥梁的影响，能够及时发现隐患并提供预警，出 缺陷产生的原因，为病害的修复提供依据，提高了桥 梁的安全性[1]。
|6200|10000|6200
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氧化铝磨料«i
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图1主桥立面图（单位:cm)
2桥梁结构安全监测方案
A大桥已运营多年、处于开放的交通环境，为确 保交通安全和延长桥梁使用寿命，有必要对其进行 桥梁结构安全监测。综合考虑典型病害、人工检测 盲点及特殊事件等因素，普通国省干线公路桥梁结 构安全监测项目分为典型病害跟踪、结构受力性能、环境作用及人工检测四大类[2]。按照实用、可靠、安全的原则，结合A大桥实际特点，确定具体安全 监测项目为竖向及纵向变形、应变、温度、交通荷载、典型裂缝、人工检查等6项内容，监测系统设计总体 布置见表1。
结构监测测得的关键截面应力主要影响因素为 汽车活载和温度，根据一段时间的连续监测，可以获 取应力变化的常值范围，结合理论计算的汽车效应
2018年第4期黄金山：桥梁结构安全监测技术与应用—63 —表1桥梁结构安全监测系统总体布置
项目测点位置
仪器设备
规格数量
备注
主梁墩顶截面棱镜及反射贴片4
结构变形
主梁边跨跨中棱镜及反射贴片2
主梁中跨1/4跨棱镜及反射贴片2
主梁中跨跨中棱镜及反射贴片1
主梁边跨跨中附近数码弦式应变计10含温度测试功能
结构应变主梁中支点附近数码弦式应变计10含温度测试功能(温度）主梁中跨1/4跨数码弦式应变计7含温度测试功能主梁中跨跨中数码弦式应变计5含温度测试功能主梁边跨跨中附近底板5cm x 200cm导电涂膜2箱室外底板
典型边跨中支点至1/4跨区段腹板5cm X200cm导电涂膜8箱室内腹板
裂缝中跨中支点至1/4跨区段腹板5cm x 200™导电涂膜16箱室内腹板中跨跨中截面附近区段底板5cm
x 200cm导电涂膜6箱室外底板
及温度场效应，可以给出应力的日变化控制值、季节 性变化控制值，以此作为应力发展是否处于正常范 围内的判断依据[3]。交通量调查表明，该大桥7:00 -18:00内通行车辆较为密集，分布较为均匀，超限车辆（总重超过55t货或单轴超过14〇在白天 时段内分布较少，整体交通量变化不大，交通车辆重 载比例在合理范围内。因此，重点对桥梁结构的温 度应变进行监测。
混凝土结构出现裂缝或裂缝形态发生变化后，粘贴于裂缝区域的导电涂膜电阻将同步发生变化。根据裂缝宽度变化量与导电涂膜电阻变化值的相关 关系模型，将采集到的涂料电阻值、环境温湿度和风速值等修正系数，带人“裂缝-宽度”计算关系公 式，以实现以电阻变化值测量裂缝宽度变化量。根 据每日、每周的观测数据和计算结果，确定“裂缝宽 度-时间”关系曲线，获得裂缝变化速度，以便预测 其变化趋势和规律。现场测量检测后整理分析相关 数据，并按现行规范对目标桥梁结构状态做出评价。3桥梁结构变形和应力监测
3.1结构变形监测
为保证观测结果的准确，减少数据离散，桥梁结 构变形监测坚持“四固定”原则，即固定主要观测人 员、固定主要观测设备、固定观测路线和固定数据处 理方法[4]。桥梁结构变形监测采用徕卡TS30超高 精度全站仪，同时配备永久性观测棱镜及反射贴片，其测点位移测量精度：角度测量精度〇.5"；距
离精 度0. 6mm + lppm。历次观测时以墩顶截面固定点 作为临时基准点，以附合（闭合）路线观测各监测点 高程相对差值。测点的初测高程测量两次并取其平 均值。监测频率为每个季节各一次。对跨中测点每 次连续监测24h，每l h间隔测量一次。
A大桥主桥竖向变形测点共设墩顶、边跨跨中、中跨1/4跨、中跨跨中等布置有9个位移测点（如图 2所示），大桥变形监测第一次和第二次的监测结果 如图3所示。
4h-BS1BS2BS3BS4BS5BS6BS7BS8 BS9-^h-
图2桥梁结构变形监测点布置（单位:cm)
30 60 90 120~150~180~210~240
测点位置/m
图3变形值示意图
通过对桥梁变形观测点的测试结果计算可知，相较于第一季度的原始数据，桥梁结构当前竖向变 形值约为6mm(中跨跨中下挠），在桥梁结构变形的 正常范围内。
3.2桥梁结构应变（温度)监测
桥梁结构应变监测采用智能表面数码弦式应变 计进行测试，关键截面应力（温度）采用JMZR - 2000无线自动综合监测系统进行远程无线监测，
可
确保数据采集的连续性。JMZR- 2000型自动化综 合测试系统是一种分布式全自动静态网络数据采集 系统，通过不同的数据传输方式与采集模块（MCU)联系，完成系统管理、系统参数设定、指挥系统的指 令下达与数据实时采集、定时测量数据的上载传输、数据分析与处理、数据库管理等功能[5]。
A大桥结构应变监测选取边跨跨中、中支点、中跨1/4跨、中跨跨中等7个截面进行应变（温度）监 测，全桥共对称布置32个应变测点，现场实施传感 器布置截面如图4所示。
620010000十6200 30002500250025002500
350
Y2丨Y3，丨补
si69350
Y5丨
3000
Y6|
图4现场实施传感器布置截面（单位:c m)
桥梁结构安全性可采用安全度指标衡量，安全 度指标中所采用的设计计算值为考虑设计活载与温 度效应情况下的结构应力计算包络图上、下限，经计 算分析，Y2、Y5截面部分时间段安全度超过100，其 余截面测点的安全度指标在监测时间段内处于80 以下，桥梁安全度储备较为充足。应变计的测试结 果表明，Y2、Y5截面应力超出对应截面下缘拉应力，经现场核查截面下缘无异常情况。因此，各监测 测点的监测数据较为平稳，桥梁运营状况良好。
3.3典型裂缝监测
典型裂缝采用基于柔性导电涂料的裂缝分布式 监测技术，利用涂刷在混凝土表面的柔性导电涂料 条在裂缝出现前后电阻值跃变以及电阻值随裂缝扩 展而持续增加来判断裂缝是否出现以及是否扩展[6]。A大桥典型裂缝监测总计监测19个块段、布 置有32条导电涂膜，具体布置情况见表2。
表2桥梁裂缝监测布置
监测块件监测内容导电涂膜布置备注两侧边跨9#块底板(箱外)横向裂缝每个底板1条
两侧边跨12#、现烧块腹板(箱内）斜向裂缝每个腹板1条两侧腹板均布置 中跨大小桩侧1~ 4#块腹板(箱内）斜向裂缝每个腹板1条两侧腹板均布置 中跨大小桩侧9#、13#块底板(箱外）横向裂缝每个底板1条
中跨大小桩侧合龙段底板(箱外）横向裂缝每个底板2条______________
裂缝监测数据表明，合龙段底板、跨中小桩号侧 9#±夬底板、第3跨9#块底板出现宽度约0_ 05m m的微裂纹，经现场核查未发现新增结构裂缝。其余裂 缝涂膜监测区域无报警信息。裂缝监测报警信息可能受涂膜区域附近微小收缩裂纹影响，后续检查将
继续关注。
4结束语
桥梁结构监测主要测试桥梁结构变形、应变和
裂缝变化等指标，采用仪器测试和人工核实的方法
对重点部位进行监测，确定桥梁结构的整体运营状
态和局部裂缝的变化情况，预测其变化趋势和规律，
通过现场测量检测后整理分析相关数据，按现行规
范对目标桥梁结构状态做出评价，为养护决策提供微型直线电机
支持。通过对重点部位的自动化连续监测技术的应 用，填充了人工检查不能覆盖的时段，能够及时发现
问题解决问题，为桥梁运营安全保驾护航。
参考文献恒功率直流电源
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2015(6) ：12 -14.
[2]高浩，许蔚，吴永红，等.某大桥施工中线形仿真及应力监测研
究[J].低温建筑技术，2017(3) :65 -68.
[3]戴学武.连续梁拱桥施工监测监控与成桥分析[J].建筑工程
技术与设计，2017(9) :1631 -1632.
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研究及应用[J].传感技术学报,2017(3) :484-490.
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道桥与防洪，2015(6) :96-99.
(下转第7〇页）
间隙大于22cm便已稳定，工况一墩顶弯矩最大，工 况三的弯矩总体最小；左、右墩底弯矩随梁台间隙的 变化趋势基本相同，工况三下左、右墩梁台间隙大于 26cm时，弯矩基本稳定，在工况一和工况二下梁台 间隙大于22cm便已稳定，工况一墩底弯矩最大，工 况三的弯矩总体最小。
3结论
随墩高比增大，梁台相对位移逐渐增大，工况一 时梁台相对位移最小，工况三时梁台相对位移最大，左墩（高墩）墩顶和墩底的弯矩逐渐降低，而右墩 (低墩)墩顶和墩底的弯矩逐渐增大；随着支座摩擦系数的增大，左侧和右侧梁台相对位移的变化规律 基本一致，都表现为在工况一时，逐渐减小，工况二 和工况三时变化较为平稳；随着梁台间隙的增大，各 种工况下的梁台碰撞次数和碰撞力总体呈减小的趋 势，工况三时碰撞更为激烈，碰撞力和碰撞次数最 大；左、右墩顶剪力随梁台间隙的变化趋势基本相 同，左墩墩底剪力除工况二较稳定外，工况一时的剪 力随梁台间隙增大呈先增大后减小的
趋势，工况三 时的剪力则一直呈减小的趋势；左、右墩顶和墩底弯 矩随梁台间隙的变化趋势基本相同，工况一墩底弯 矩最大，工况三的弯矩总体最小。
Analysis on Influence of Different Parameters on Anti - seismic Property of
电磁炮制作Continuous Rigid Frame Bridge
HE Hang-hang
(Xinjiang Huatian Engineering Construction Company Limited,Urumqi830021,China)
Abstract In order to understand the influence of earthquake in frequently occurred region on the continuous rigid frame bridge,taking a continuous rigid frame bridge as the example,the simulation analysis on the influence of relative pier - height,pedestal frictional force and beam platform gap on the anti - seismic property of the continuous rigid frame bridge is made by adopting MIDAS/Civil finite element software,so as to provide scientific basis for the aseismic design of this kind of bridge and helpful reference for that of bridges in central and western regions.
Key words Rigid frame bridge；Relative pier- height；Pedestal frictional force；Beam platform gap；Anti- seismic property
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Safety Monitoring Technology and Application of Bridge Structure
HUANG Jin-shan
(Huizhou Jingwei Land Survey and Planning Technology Co. ,Ltd. ,Huizhou516000, China)
Abstract In combination with project case,the test on the deformation,strain and crack change of the bridge structure is performed by applying the monitoring technologies of total station,intelligent strain gauge and flexible conductive coating,so as to determine the whole operation state of the bridge structure and change of local disease,forecast the change trend and law,evaluate the bridge status and provide technical support for the decision of bridge maintenance through the analysis on the test data.
Key words Bridge engineering；Deformation monitoring；Strain monitoring；Crack Monitoring
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