连续刚构桥健康监测系统研究与应用
2015-04-16
20世纪在桥梁工程领域是一个令人兴奋的世纪,预应力技术的引入和钢桥技术的日臻成熟,桥梁分析理论、施工技术、材料性能的迅速发展,使得桥梁工程取得了突破性的成就。尤其是过去的十多年,各类桥梁的最大跨径记录不断被刷新。
悬索桥跨度已达到1991m(日本明石大桥);
日本多多罗大桥----斜拉桥跨度已达到890m;
连接江苏南通与苏州的苏通大桥----主桥斜拉桥跨度超过1080m;
国内已建成润扬大桥为1490m,江阴大桥为1385m,钢拱桥最大跨度为上海卢浦大桥(550m),钢管混凝土拱桥为巫峡长江大桥(460m)。
他们每一座都标志着桥梁工程前进了一大步。
桥梁工程的发展带来了一个突出的问题就是,如何确保桥梁的安全性和耐久性。对于桥梁等土木工程结构,一旦建成投入使用后,除了材料自身性能会不断退化、老化外,还会受到车辆、风、地震、疲劳、超载、地震、人为因素等作用,从而导致结构或构件有不同程度的自然损伤累积和突然损伤。
在美国,至少每两年要对约575000座桥梁进行一次检测,据FHA(Federal Highway Administration)统计结果约40%的桥梁存在或多或少的结构缺陷;
英国运输部曾在1990年抽样调查过两百座混凝土公路桥,结果表明大约30%的桥梁的运营条件不良;
在印度,大约10%的公路桥梁需要替换,另有10%的桥梁有损伤迹象;在前南斯拉夫,大约有19%的桥梁的运营状况不良。
我国的桥梁健康状况也不容乐观。截至到2002年底,全国公路桥梁总数达29.9万座,计1161.2万延米。其中全国有公路危桥数量为3402座,计14.5575万延米。
重要的桥梁结构而言,如果不能对桥梁结构的健康状态进行长期的实时监测,就难于及时发现并消除结构的安全隐患,一旦结构局部失效或整体承载能力不足,势必会影响桥梁结构的正常使用,甚至造成灾难性的重大事故。
韩国圣水大桥1994年发生中央50m坍塌,其中15m掉入江中,造成死亡32人,重伤17人的重大事故;
1967年12月,美国俄亥俄河上的一座主要桥梁倒塌,导致46人丧生。