【正文】 研究展望隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，橋梁建設(shè)必將迎來(lái)更大規(guī)模的建設(shè)高潮，而斜拉橋這種造型新穎、形式多樣的橋式必將得到更大的發(fā)展，橋梁自動(dòng)監(jiān)測(cè)和管理系統(tǒng)成為橋梁安全運(yùn)行的必備要素。upstream, dominant frequency of Hz)圖912 斜拉索頻譜圖（B7’下游，）Figure 912 staycables spectrum (B7 39。表91 烏蘭木倫大橋斜拉索信息Table 91 Wulanmuln bridge cable information加速度計(jì)編號(hào)位置描述g單位質(zhì)量(Kg/m)SL01上游A17索SL02下游A17索SL03上游A9索SL04下游A9索SL05上游A1索SL06下游A1索SL07上游A1‘索SL08下游A1‘索SL09上游A7‘索SL10下游A7‘索SL11上游A17‘索SL12下游A17‘索SL13上游B17索SL14下游B17索SL15上游B7‘索SL16下游B7‘索SL17上游B1‘索SL18下游B1‘索SL19上游B1索SL20下游B1索SL21上游B6索SL22下游B6索SL23上游B17索SL24下游B17索表92 烏蘭木倫大橋斜拉索索力統(tǒng)計(jì)Table92 Wulanmulun bridge suspension cable force in statistics監(jiān)測(cè)部位時(shí)間平均值（KN）最大值（KN）最小值（KN）差值（KN）上游A17 索SL010101下游A17 索SL010102上游A9 索SL010103下游A9 索SL010104上游A1 索SL010105下游A1 索SL010106上游A1‘索SL010107下游A1‘索SL010108上游A7‘索SL010109下游A7‘索SL0101010上游A17‘索SL020101下游A17‘索SL020102上游B17索SL020103下游B17索SL020104上游B7‘索SL030101下游B7‘索SL030102上游B1‘索SL030103下游B1‘索SL030104上游B1索SL030105下游B1索SL030106上游B6索SL030107下游B6索SL030108上游B17索SL030109下游B17索SL030110索力表的實(shí)測(cè)索力值是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的頻率值計(jì)算得來(lái)的，系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的部分斜拉索頻譜如圖92–圖920。使用振動(dòng)法將測(cè)得的加速度值計(jì)算出頻譜能夠較準(zhǔn)確地測(cè)量出斜拉索索力，從而達(dá)到實(shí)時(shí)掌握斜拉索的拉力情況，為評(píng)估各構(gòu)件的工作狀況提供依據(jù)的目的。圖71 主梁加速度計(jì)測(cè)點(diǎn)布置圖Figure 71 girder accelerometer arrangement of measuring points下面是采集的各加速度傳感器時(shí)域波形圖(請(qǐng)見圖72 與圖73)。C，176。全橋共計(jì)布置56個(gè)測(cè)點(diǎn)（請(qǐng)見圖7：振弦式溫度計(jì)與鋼溫度計(jì)測(cè)點(diǎn)布置圖）。,無(wú)拉應(yīng)力出現(xiàn)。圖43為主梁豎直方向彎曲圖計(jì)算結(jié)果:成橋階段,鋼箱梁段上緣最大壓應(yīng)力為100MPa,無(wú)拉應(yīng)力。主跨跨中上游側(cè)橋面各方向風(fēng)速相差也不大均在4m/s以內(nèi)，而南塔塔頂（10橋墩塔頂）最大風(fēng)速的方向?yàn)槲鞅憋L(fēng)向，速度為8m/s，是主跨跨中上游側(cè)橋面風(fēng)速的兩倍。風(fēng)速比較均勻，除西偏北風(fēng)以外均在6m/s以內(nèi)，西偏北風(fēng)內(nèi)也在10m/s以內(nèi)。因此，必須考慮結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)安全性。如果監(jiān)測(cè)模塊要求實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)，則在線數(shù)據(jù)采集模塊向監(jiān)測(cè)模塊發(fā)送實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)。烏蘭木倫大橋健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是通過測(cè)量反映大橋關(guān)鍵部件的環(huán)境激勵(lì)和結(jié)構(gòu)響應(yīng)狀態(tài)的相關(guān)信息，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大橋的工作性能和評(píng)價(jià)大橋的工作條件，以保證大橋的安全運(yùn)營(yíng)及為大橋的養(yǎng)護(hù)維修提供科學(xué)依據(jù)。大橋損傷大致可分為結(jié)構(gòu)性損傷與非結(jié)構(gòu)性損傷兩大類，用于結(jié)構(gòu)性損傷檢測(cè)和非結(jié)構(gòu)性損傷檢測(cè)的傳感器種類和布置截然不同。：橋梁抗震設(shè)防烈度7度，抗震設(shè)防措施等級(jí)8。：城市主干道，機(jī)動(dòng)車道滿足雙向6車道的通行，每個(gè)方向?yàn)?個(gè)車道，設(shè)計(jì)車速60公里/小時(shí)；設(shè)置非機(jī)動(dòng)車與人行混行道。：引橋梁體、主橋主梁預(yù)應(yīng)力混凝土梁段、主塔與塔靴連接處采用C50混凝土，橋臺(tái)、橋墩、承臺(tái)、搭板采用C30混凝土。鋼箱梁內(nèi)U肋連接采用摩擦型高強(qiáng)度大六角頭螺栓連接付，規(guī)格為M22。斜拉索塔上錨固于鋼塔中箱室，豎向索距2m，最低斜拉索交點(diǎn)距橋面58m。橋塔與主梁相交位置設(shè)置支座。以57月份為最大。該盆地新生代以來(lái)持續(xù)上升運(yùn)動(dòng), 形成今日高原地貌景觀。湖區(qū)由兩級(jí)落水三個(gè)標(biāo)高的湖面組成，三個(gè)湖面分別稱為上湖區(qū)、中湖區(qū)和下湖區(qū)， 平方公里、 平方公里和 平方公里。北部以黃河為界，緊鄰呼和浩特、包頭和巴彥淖爾市，南部與晉、陜、寧省區(qū)接壤，市域境內(nèi)煤炭、石油、天然氣、建材等礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量豐富。國(guó)外從20世紀(jì)80年代中后期開始建立各種規(guī)模的橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。如果受到損傷，還要分析其可否繼續(xù)使用以及剩余壽命等。一般橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：( 1 ) 橋梁結(jié)構(gòu)在正常車輛荷載及風(fēng)載作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)和力學(xué)狀態(tài)。1996年12月廣東韶關(guān)特大橋梁坍塌, 32人死亡, 59人受傷[2]。 Zautra a wooden Bridge。通過監(jiān)測(cè)測(cè)到的數(shù)據(jù)以及圖像分析研究，主要取得如下結(jié)論：（1）通過全年結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)以及圖像分析，整個(gè)烏蘭木倫大橋結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工作正常，軟硬件運(yùn)行良好，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)正確；（2）系統(tǒng)中的荷載監(jiān)測(cè)：風(fēng)荷載監(jiān)測(cè)、空氣溫濕度監(jiān)測(cè)、結(jié)構(gòu)溫度監(jiān)測(cè)數(shù)值均在該橋梁的設(shè)計(jì)范圍之內(nèi)，對(duì)橋梁使用性和構(gòu)件的安全性無(wú)危害；（3）橋梁動(dòng)力結(jié)構(gòu)響應(yīng)監(jiān)測(cè)：主梁振動(dòng)監(jiān)測(cè)、應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)、斜拉橋索力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)在設(shè)計(jì)值范圍內(nèi)，未發(fā)現(xiàn)異常；（4）必須將橋梁人工檢查與先進(jìn)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，以期有效消除現(xiàn)存檢測(cè)方法中的諸多不足；（5）在大橋投入使用初期，維修工作較少，重點(diǎn)放在結(jié)合觀測(cè)結(jié)果與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)得的信息，建立起精確可靠的結(jié)構(gòu)模型，為長(zhǎng)期檢查維護(hù)計(jì)劃制定做準(zhǔn)備；216。(4) the bridge must be an organic bination of advanced manual inspection and health monitoring system, in order to effectively eliminate the deficiencies of the existing test methods。 比如西方發(fā)達(dá)國(guó)家在經(jīng)濟(jì)騰飛時(shí)期建造的大批橋梁面臨剩余壽命的評(píng)估問題, 其中美國(guó)的 69萬(wàn)座公路橋梁中有一半以上的使用年限已超過50年； 三分之一以上的橋梁使用效率很低或干脆荒廢, 每年用在橋梁維修上的費(fèi)用超過50億美元。由于橋梁監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以為驗(yàn)證結(jié)構(gòu)分析模型、計(jì)算假定和設(shè)計(jì)方法提供反饋信息 , 并可用于深入研究大跨度橋梁結(jié)構(gòu)及其環(huán)境中的未知或不確定性問題, 此外橋梁設(shè)計(jì)理論的驗(yàn)證以及對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)環(huán)境未知問題的調(diào)查與研究擴(kuò)充了橋梁健康監(jiān)測(cè)的內(nèi)涵[4]。由前所訴可知橋梁健康監(jiān)測(cè)不只是傳統(tǒng)的橋梁檢測(cè)技術(shù)的簡(jiǎn)單改進(jìn)，而是運(yùn)用現(xiàn)代化傳感設(shè)備與光電通信及計(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)橋梁運(yùn)營(yíng)階段在各種環(huán)境條件下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)和行為，獲取反映結(jié)構(gòu)狀況和環(huán)境因素的信息，由此分析結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)的可靠性，為橋梁的管理與維護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。因此，通過橋梁健康監(jiān)測(cè)所獲得的實(shí)際結(jié)構(gòu)動(dòng)靜力行為，可以驗(yàn)證大橋結(jié)構(gòu)分析模型、計(jì)算假定和設(shè)計(jì)方法的合理性。在南京長(zhǎng)江大橋上安裝的健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要進(jìn)行溫度、風(fēng)速風(fēng)向、地震及船舶撞擊、墩位沉降，以及恒載幾何線形、結(jié)構(gòu)振動(dòng)、主桁桿件應(yīng)力、支座位移等方面的監(jiān)測(cè)[1315]。隨著康巴新區(qū)建設(shè)的快速發(fā)展和鄂爾多斯市新一輪總體規(guī)劃的調(diào)整， 康巴什新區(qū)的城市建設(shè)用地跨越烏蘭木倫河向南發(fā)展。以期通過對(duì)鄂爾多斯烏蘭木倫大橋進(jìn)行健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建立，獲取反映大橋關(guān)鍵部件的環(huán)境激勵(lì)和結(jié)構(gòu)響應(yīng)狀態(tài)的相關(guān)信息，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大橋的工作性能和評(píng)價(jià)大橋的工作條件，以保證大橋的安全運(yùn)營(yíng)及為大橋的養(yǎng)護(hù)維修提供科學(xué)依據(jù)。濕潤(rùn)度由東向西遞減。根據(jù)水文計(jì)算成果，烏蘭木倫水庫(kù)近期30年，百年一遇下泄洪水流量為580m3/s，柳溝百年一遇洪水流量為170m3/s，匯入后康巴什新區(qū)段河道30年，百年一遇設(shè)計(jì)洪水流量為750m3/s。同時(shí)由于兩側(cè)地形的標(biāo)高相差較大，使得索塔的頂面標(biāo)高不一致，：，；從上層橋面至塔頂?shù)母叨葹?05m，相應(yīng)的高跨比為1/。為減小橋塔的橫橋向傾斜角度，降低工程造價(jià)，橋塔與主梁相交處占用人行道，人行道由塔柱外側(cè)繞行[2425]。：拉索索體系采用雙層HDPE護(hù)套鍍鋅高強(qiáng)度平行鋼絲索。 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：100年。：%。當(dāng)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損傷后，結(jié)構(gòu)的某些局部和整體的參量將表現(xiàn)出與正常狀態(tài)不同的特征，通過安裝傳感器系統(tǒng)便可拾取這些信息，而對(duì)信息的差異識(shí)別則就可確定損傷的位置及相對(duì)程度；經(jīng)過對(duì)損傷敏感特征量的長(zhǎng)期觀測(cè)及分析，可掌握橋梁性能劣化的演變規(guī)律，以部署鄂爾多斯市康巴什大橋結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)年報(bào)相應(yīng)的改善措施，延長(zhǎng)橋梁使用壽命。在鄂爾多斯烏蘭木倫河景觀大橋整個(gè)設(shè)計(jì)使用壽命內(nèi)，在確保大橋安全可靠運(yùn)營(yíng)前提下，使維護(hù)管理保持在相對(duì)較低的水平，這是引進(jìn)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的終極意義之所在。詳見下圖。在實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)時(shí)向采集模塊發(fā)送請(qǐng)求，要求其發(fā)送實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，接收到采集模塊發(fā)回的數(shù)據(jù)后實(shí)時(shí)顯示出來(lái)；在查詢時(shí)從數(shù)據(jù)庫(kù)中或二進(jìn)制文件中讀取查詢數(shù)據(jù)，最后顯示出來(lái)。系統(tǒng)在南塔塔頂、主跨跨中上游側(cè)橋面各布置一個(gè)三向超聲風(fēng)速儀（見圖41風(fēng)速風(fēng)向儀測(cè)點(diǎn)布置圖）?；?012 年9 月1 日到2013年9月30日共13個(gè)月內(nèi)對(duì)烏蘭木倫大橋主跨跨中上游側(cè)橋面、南塔塔頂（10橋墩塔頂）兩處的風(fēng)載荷觀察發(fā)現(xiàn)，在這13個(gè)月內(nèi)，雖然兩處的風(fēng)載荷有差異，但都遠(yuǎn)小于該橋所設(shè)計(jì)的最高可承受風(fēng)載荷。在監(jiān)測(cè)到接近或超出其承受范圍時(shí)，要對(duì)其進(jìn)行更多監(jiān)測(cè)，以鑒定其能否繼續(xù)使用以及是否需要維修。,無(wú)拉應(yīng)力出現(xiàn)。圖52 跨中上游與北塔處下游橋面空氣溫濕度日趨勢(shì)圖Figure 52 across a hierarchical and north tower bridge downstream of the air temperature and humidity, trend chart圖53主跨1/4點(diǎn)、跨中鋼箱梁內(nèi)空氣溫濕度日趨勢(shì)圖Figure 53 mainspan a quarter point, span steel box girder temperature and humidity of the air inside day trend chart通過系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的橋面及箱梁內(nèi)空氣溫度及相對(duì)濕度參數(shù)數(shù)據(jù)可以看出從2012年10月至2013年月，大橋承受的溫度1月時(shí)間溫度最低，7月溫度最高，濕度反之。C范圍內(nèi)，176。第六章 主梁振動(dòng)監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大橋主橋主梁及主墩各部位在風(fēng)、交通、地震等作用下引起的振動(dòng)加速度響應(yīng)，評(píng)估結(jié)構(gòu)的整體動(dòng)力特性，為橋梁結(jié)構(gòu)整體健康狀況評(píng)估、驗(yàn)證大橋設(shè)計(jì)理論及運(yùn)營(yíng)管理提供依據(jù)。abC圖81振弦式應(yīng)變計(jì)與焊接式電阻應(yīng)變片測(cè)點(diǎn)布置圖Figure 81 vibrating string type welding type resistance strain gauge and strain gauge measuring point layout表81為系統(tǒng)采集的各振弦式應(yīng)變計(jì)的數(shù)據(jù)值，下面各圖為系統(tǒng)采集的各焊接式電阻應(yīng)變計(jì)的趨勢(shì)變化圖（圖82 圖83）?；驹砣缦拢寒?dāng)索構(gòu)件兩端的邊界條件可以簡(jiǎn)化為鉸支時(shí)，索力為T=4m