【正文】 圖 主梁應(yīng)力監(jiān)測(cè)應(yīng)變傳感器布置示意圖圖 主梁截面應(yīng)力測(cè)點(diǎn)布置圖 索塔應(yīng)力監(jiān)測(cè)索塔在施工過(guò)程中將承擔(dān)巨大的軸向壓力，同時(shí)對(duì)于施工中可能出現(xiàn)的荷載不對(duì)稱情況，將使索塔產(chǎn)生附加彎矩，這對(duì)索塔的受力是不利的，因此應(yīng)對(duì)主塔截面進(jìn)行應(yīng)力監(jiān)測(cè)。每個(gè)截面上布置 5 個(gè)正應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)。且電阻式應(yīng)變傳感器的壽命較短, 故從長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)和信號(hào)傳輸?shù)确矫婵紤], 宜采用 (或部分采用) 適合長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)用的 SENS1 表面安裝式光纖光柵應(yīng)變傳感器。同時(shí), 通過(guò)控制點(diǎn)上的應(yīng)力和應(yīng)變狀態(tài)的變異,檢查結(jié)構(gòu)是否有損壞或潛在損壞的狀態(tài)。 主塔側(cè)移監(jiān)測(cè)傾斜計(jì)傳感器布置示意圖 主梁、索塔控制截面應(yīng)力監(jiān)測(cè) 主梁應(yīng)力監(jiān)測(cè)運(yùn)營(yíng)狀態(tài)中的預(yù)應(yīng)力混凝土梁的應(yīng)力、應(yīng)變的變化是由于梁結(jié)構(gòu)的外部條件和內(nèi)部狀態(tài)變化引起的，外部條件主要有斜拉索索力、支座的變化及車輛荷載的作用等，而內(nèi)部狀態(tài)有混凝土的收縮徐變、溫度變化及預(yù)應(yīng)力損失等。 測(cè)量精度 177。 表 光纖光柵傾斜計(jì)技術(shù)參數(shù)表（ 梁端位移量測(cè)點(diǎn)）重 慶 李家沱 長(zhǎng) 江大 橋長(zhǎng) 期健康 監(jiān)測(cè) 方案16項(xiàng)目 參數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)量程 177。傳感器底座通過(guò)焊接或打孔安裝，此系統(tǒng)具有自動(dòng)溫度補(bǔ)償功能。圖 傾斜計(jì)主塔側(cè)移監(jiān)測(cè)：采用傾斜計(jì)進(jìn)行測(cè)量。本項(xiàng)目通過(guò)測(cè)量主橋主梁梁端與相鄰引橋梁端上固定點(diǎn)之間的距離變化來(lái)測(cè)定主梁縱向位移變化規(guī)律，梁端各設(shè) 2 個(gè)測(cè)點(diǎn)，共計(jì) 4 個(gè)測(cè)點(diǎn)，采用 SEND2 拉線式位移傳感器，其主要技術(shù)參數(shù)為：表 拉線式位移傳感器參數(shù)表項(xiàng)目 參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)量程 0 1 m測(cè)量精度 5‰ .分 辨 率 1 mm（在與 SEN01 解調(diào)儀配套情況下）波長(zhǎng)范圍 1525nm～1565nm尺 寸 10330 mm連接方式 FC/PC 或 熔接溫度補(bǔ)償形式 自補(bǔ)償重 慶 李家沱 長(zhǎng) 江大 橋長(zhǎng) 期健康 監(jiān)測(cè) 方案15使用溫度 30℃～85℃本橋主梁縱向位移測(cè)點(diǎn)布置如圖 所示：圖 主梁縱向位移監(jiān)測(cè)位移傳感器布置示意圖 索塔位移監(jiān)測(cè)索塔作為索支承橋梁的主要承重構(gòu)件，其剛度遠(yuǎn)大于柔性的斜拉索和橋面主梁。其次，活載、恒載等會(huì)使橋梁端部發(fā)生角變位，而使伸縮裝置產(chǎn)生垂直、水平及角變位。其儀器主要技術(shù) SENHOR光纖光柵靜力水準(zhǔn)儀重 慶 李家沱 長(zhǎng) 江大 橋長(zhǎng) 期健康 監(jiān)測(cè) 方案14參數(shù)見下表：表 靜力水準(zhǔn)儀參數(shù)表項(xiàng)目 參數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)量程 0100 mm 測(cè)量精度 1‰ .分 辨 率 （在與 SEN01 解調(diào)儀配套情況下）波長(zhǎng)范圍 1525nm～1565nm尺 寸 Ф90200mm連接方式 FC/PC 或熔接外 封 裝 不銹鋼外殼鎧裝引線安裝方式 打孔或焊接安裝溫度補(bǔ)償形式 自補(bǔ)償使用溫度 30℃～85℃（2）主梁縱向位移監(jiān)測(cè)：主梁縱向位移監(jiān)測(cè)也是對(duì)大橋伸縮縫伸縮量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，是大橋健康監(jiān)測(cè)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。溫度變化蒸發(fā)的因素引起的液位變化對(duì)基準(zhǔn)和各個(gè)測(cè)點(diǎn)有相同的影響，可以通過(guò)相減抵消，而撓度引起的液位變化對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)和測(cè)點(diǎn)的影響不同，相減后則保留下來(lái)，因而這一系統(tǒng)測(cè)量不受溫度和液體蒸發(fā)的影響。安裝時(shí)將精密液位計(jì)設(shè)置在被測(cè)點(diǎn)，液位罐設(shè)置在不動(dòng)點(diǎn)（水平基點(diǎn)） ，并用連通管連接。圖 主梁撓度監(jiān)測(cè)液位計(jì)布置示意圖圖 主梁撓度監(jiān)測(cè)液位計(jì)橫截面布置示意圖（ 主梁撓度測(cè)點(diǎn)）不動(dòng)點(diǎn)重 慶 李家沱 長(zhǎng) 江大 橋長(zhǎng) 期健康 監(jiān)測(cè) 方案13 主梁測(cè)試斷面、連通液位沉降計(jì)及采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 靜力水準(zhǔn)儀是一種智能型位移傳感器，由精密液位計(jì)、液位罐和連通管組成。（1）主梁豎向撓度變形觀測(cè)：采用了基于連通管液位測(cè)量原理的靜力水準(zhǔn)儀，沿重慶李家沱長(zhǎng)江大橋的主梁安裝連通管，并在關(guān)鍵位置引出支管，安裝11 個(gè)精密液位計(jì)（不動(dòng)點(diǎn) 1 個(gè)，布置在交接墩主梁跨中處） 。 橋梁位移變形監(jiān)測(cè)橋梁位移變形監(jiān)測(cè)是利用測(cè)量手段，對(duì)橋梁各控制斷面的位移變形進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并繪編相應(yīng)的位移變形影響線和影響面以檢測(cè)各控制部位位移變形狀態(tài)，從而為總體評(píng)估大橋的承載能力、營(yíng)運(yùn)狀態(tài)和耐久能力提供依據(jù)。重 慶 李家沱 長(zhǎng) 江大 橋長(zhǎng) 期健康 監(jiān)測(cè) 方案11四、監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及監(jiān)測(cè)方法 監(jiān)測(cè)方案的特殊要求李家沱長(zhǎng)江大橋?yàn)榇罂鐝诫p索面混凝土斜拉橋，建成時(shí)間較長(zhǎng)，在多種因素作用下出現(xiàn)了部分病害。根據(jù)以上原則，考慮到本橋建設(shè)過(guò)程中的特點(diǎn)并結(jié)合大橋近期實(shí)際運(yùn)營(yíng)狀況，本橋健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)范圍如下： 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)范圍表 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)范圍表序號(hào) 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)內(nèi)容 監(jiān)測(cè)目的1 索力 斜拉索索力及振幅掌握主要索的索力及加速度振幅情況2 變形 實(shí)時(shí)位移 掌握主梁撓度變形及主塔偏位實(shí)時(shí)情況3 結(jié)構(gòu)溫度掌握大橋梁部、塔部主要結(jié)構(gòu)斷面的結(jié)構(gòu)溫度情況4 大氣溫度 掌握大橋塔內(nèi)外的大氣溫度5環(huán)境風(fēng)速風(fēng)向 掌握大橋風(fēng)速風(fēng)向，用以推算大橋結(jié)構(gòu)所受到的風(fēng)荷載6 動(dòng)力 振動(dòng)掌握大橋梁部、塔部結(jié)構(gòu)實(shí)時(shí)振動(dòng)響應(yīng)，用以計(jì)算結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)7 應(yīng)變 掌握大橋動(dòng)靜荷載作用下的結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變情況，用以設(shè)置響應(yīng)預(yù)警閾值8 梁端位移掌握大橋伸縮縫位置梁端實(shí)時(shí)位移 定期監(jiān)測(cè)范圍表 定期監(jiān)測(cè)范圍序號(hào)定期監(jiān)測(cè)內(nèi)容 監(jiān)測(cè)目的1 主墩沉降 定期對(duì)主橋橋墩進(jìn)行沉降測(cè)量2 斜拉索索力 定期對(duì)未進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)的斜拉索索力進(jìn)行測(cè)試3 斜拉索探傷 定期對(duì)全部斜拉索的防護(hù)套、錨固系統(tǒng)、減震器進(jìn)行探傷4 混凝土強(qiáng)度 定期對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度測(cè)量，評(píng)估大橋的安全性5安全性混凝土裂縫 定期對(duì)混凝土裂縫進(jìn)行觀測(cè)，評(píng)估大橋的安全性4 氯離子含量 定期對(duì)塔部混凝土進(jìn)行混凝土氯離子含量測(cè)量，評(píng)估大橋的耐久性5耐久性碳化深度定期對(duì)塔部混凝土進(jìn)行混凝土碳化深度測(cè)量，評(píng)估大橋耐久性6 橋面線形 定期進(jìn)行橋面線形測(cè)量，評(píng)估大橋的適用性7適用性 其它外觀檢查橋面狀況、伸縮縫狀況、支座狀況、護(hù)欄狀況、排水設(shè)置狀況、照明設(shè)施狀況、其它狀況重 慶 李家沱 長(zhǎng) 江大 橋長(zhǎng) 期健康 監(jiān)測(cè) 方案118 其它 車流量數(shù)據(jù)定期對(duì)車流量進(jìn)行調(diào)查，為評(píng)估車輛荷載對(duì)大橋健康狀況的影響提供依據(jù)。9）系統(tǒng)應(yīng)具有可擴(kuò)展性。6）監(jiān)測(cè)與結(jié)構(gòu)安全性密切相關(guān)內(nèi)容，主要監(jiān)測(cè)一些有代表性的結(jié)構(gòu)、必須進(jìn)行監(jiān)測(cè)的重要結(jié)構(gòu)以及日常養(yǎng)護(hù)無(wú)法檢查或檢查非常困難的結(jié)構(gòu)響應(yīng)。4）根據(jù)結(jié)構(gòu)易損性分析的結(jié)果及養(yǎng)護(hù)管理的需求進(jìn)行監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)。 設(shè)計(jì)原則李家沱長(zhǎng)江大橋健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一個(gè)集結(jié)構(gòu)分析計(jì)算、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信重 慶 李家沱 長(zhǎng) 江大 橋長(zhǎng) 期健康 監(jiān)測(cè) 方案8技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感器技術(shù)等高新技術(shù)于一體的綜合系統(tǒng)工程。各個(gè)橋梁的健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，既可獨(dú)立運(yùn)行，又能夠提供向上的接口，集成到上級(jí)監(jiān)控中心的系統(tǒng)里面，最終實(shí)現(xiàn)集中、分權(quán)、分域管理的模式。鑒于此，對(duì)于主城區(qū)的大型橋梁，考慮按照統(tǒng)一規(guī)劃、分步實(shí)施的原則，建立總體的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)框架，根據(jù)項(xiàng)目時(shí)間、資金配比等等，成熟一個(gè)，實(shí)施一個(gè)，逐步實(shí)現(xiàn)主城區(qū)大型過(guò)江橋梁的集中健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，為橋梁的維修、養(yǎng)護(hù)與管理決策提供依據(jù)和指導(dǎo)。對(duì)于新建橋梁，在考慮在施工過(guò)程中就引入健康檢測(cè)理念，并根據(jù)大橋施工進(jìn)度進(jìn)行安裝調(diào)試。6）實(shí)現(xiàn)將橋梁的健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與管理養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)有機(jī)的結(jié)合。因此橋梁健康監(jiān)測(cè)不只是傳統(tǒng)的橋梁檢測(cè)加結(jié)構(gòu)評(píng)估新技術(shù)，而是被賦予了結(jié)構(gòu)狀態(tài)監(jiān)控與評(píng)估、設(shè)計(jì)理論驗(yàn)證和設(shè)計(jì)規(guī)范的研究與發(fā)展三方面的意義。考慮到大橋在運(yùn)營(yíng)階段，由于受氣候、氧化、腐蝕和老化等因素影響，在長(zhǎng)期靜載和活載的作用下容易遭受損壞，尤其是其超載情況嚴(yán)重，大大超出設(shè)重 慶 李家沱 長(zhǎng) 江大 橋長(zhǎng) 期健康 監(jiān)測(cè) 方案6計(jì)時(shí)所預(yù)計(jì)的車流量及超重荷載，從而導(dǎo)致橋梁強(qiáng)度和剛度隨著時(shí)間的增加而降低，這不僅會(huì)影響安全行車，更會(huì)縮短橋梁的使用壽命。相比橋梁設(shè)計(jì)理論和建設(shè)技術(shù)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的橋梁測(cè)試技術(shù)相對(duì)落后；為了適應(yīng)上述發(fā)展，橋梁的長(zhǎng)期在線健康監(jiān)測(cè)技術(shù)逐漸發(fā)展起來(lái)。李家沱長(zhǎng)江大橋已建成運(yùn)營(yíng) 12 年，經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)橋梁中存在一定程度的病害，該類型橋梁的健康檢測(cè)系統(tǒng)與新建橋梁的健康檢測(cè)系統(tǒng)有較大的不同，必須考慮橋梁結(jié)構(gòu)損傷的影響。健康監(jiān)測(cè)技術(shù)的成功開發(fā)與應(yīng)用將起到確保橋梁安全運(yùn)營(yíng)、延長(zhǎng)橋梁使用壽命的作用，同時(shí)通過(guò)早期橋梁病害的發(fā)現(xiàn)能大大節(jié)約橋梁的維修費(fèi)用，可以避免最終頻繁大修關(guān)閉交通所引起的重大損失。有了高質(zhì)量的橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，就可以隨時(shí)做足尺全橋?qū)嶒?yàn)，從而大大加速我過(guò)橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)整個(gè)領(lǐng)域的研究。由于運(yùn)營(yíng)中的橋梁結(jié)構(gòu)及其環(huán)境所獲得信息不僅是理論研究和實(shí)驗(yàn)室調(diào)查的補(bǔ)充，而且可以提供有關(guān)結(jié)構(gòu)行為與環(huán)境規(guī)律的最真實(shí)的信息，因此橋梁健康監(jiān)測(cè)帶來(lái)的將不僅是監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和某種特定橋梁設(shè)計(jì)的反思，它還可能并成為橋梁研究的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室。橋梁健康檢測(cè)的基本內(nèi)涵是通過(guò)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)的監(jiān)控與評(píng)估，從而為橋重 慶 李家沱 長(zhǎng) 江大 橋長(zhǎng) 期健康 監(jiān)測(cè) 方案5梁工程在特殊氣候、交通條件下或運(yùn)營(yíng)狀況嚴(yán)重異常時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)，為橋梁維護(hù)、維修與管理決策提供依據(jù)和指導(dǎo)。s Bridge 斜拉橋 63+61 瑞士徐浦大橋 斜拉橋 590 中國(guó)濱州黃河大橋 斜拉橋 84+300+300+84 中國(guó)松花江大橋 斜拉橋 主跨 365 中國(guó)重慶大佛寺長(zhǎng)江大橋 斜拉橋 198+450+198 中國(guó)蕪湖長(zhǎng)江大橋 斜拉橋 180+312+180 中國(guó)東營(yíng)黃河大橋 斜拉橋 ++288++ 中國(guó)柳州三門江大橋 斜拉橋 100+160+100=360 中國(guó)潤(rùn)揚(yáng)大橋 斜拉橋 +406+ 中國(guó)淮安大橋 斜拉橋 152+370+152 中國(guó)汀九橋 斜拉橋 127+448+475+127 中國(guó)香港汲水門橋 斜拉橋 160+430+160 中國(guó)香港橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)不只是對(duì)傳統(tǒng)橋梁檢測(cè)技術(shù)的簡(jiǎn)單改進(jìn)，而是運(yùn)用現(xiàn)代的傳感與通訊技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)橋梁運(yùn)營(yíng)階段在各種環(huán)境荷載條件下的結(jié)構(gòu)相應(yīng)與行為，獲取反映結(jié)構(gòu)狀態(tài)和環(huán)境因素的各種信息，由此分析結(jié)構(gòu)的健康狀態(tài)、評(píng)估結(jié)構(gòu)的可靠性，為橋梁的管理與維護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。目前，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)采用了健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的部分橋梁見表 。這些健康監(jiān)測(cè)技術(shù)的成功開發(fā)與應(yīng)用將起到確保橋梁安全運(yùn)營(yíng)、延長(zhǎng)橋梁使用壽命的作用。5）拉索邊中跨總索力差值最大變化至成橋索力值的 ％（2＃墩 2022年 6 月中跨下游） ，設(shè)計(jì)值的 ％（3＃墩 2022 年 6 月中跨下游） 。伸縮縫錨固混凝土開裂，出現(xiàn)裂縫，主橋主梁底板部分出現(xiàn)了滲水和露筋現(xiàn)象。2）主橋車行道部分出現(xiàn)原修補(bǔ)處的瀝青砼鋪裝層周邊冒漿，瀝青砼路面出現(xiàn)網(wǎng)狀裂縫及橫、縱、斜向裂縫并同時(shí)有洞穴、坑函等現(xiàn)象，部分瀝青混凝土碎裂和空鼓，在主橋車行道 2 號(hào)墩邊跨，3 號(hào)墩下游中跨處出現(xiàn)了穿透型裂縫和瀝青砼脫落的現(xiàn)象。根據(jù)裂縫成因綜合結(jié)論，當(dāng)時(shí)對(duì)橋塔和主梁的裂縫進(jìn)行整治，同時(shí)也對(duì)塔柱上封錨砼進(jìn)行整治，以達(dá)到封閉裂縫、防止裂縫進(jìn)一步擴(kuò)展的目的。(6)既有裂縫不會(huì)影響橋梁目前的正常運(yùn)營(yíng)。3 號(hào)墩下游塔柱西南角南面裂縫深度多在 30~60 mm 之間，最大深度 64 mm；其它位置的裂縫深度多在20~40 mm 之間。(4) 2 號(hào)墩上游塔柱裂縫主要集中在 17~24 號(hào)錨箱之間的區(qū)段，其它 3 個(gè)塔柱裂縫主要集中在 20~24 號(hào)錨箱之間的區(qū)段，裂縫基本上呈水平走向。裂縫寬度多數(shù)在 ~ mm 之間，最大為 。其它部位裂縫較少。(3)橫隔板及頂板裂縫主要集中在中跨 2 號(hào)墩側(cè)C27~C3C38~C3C41~C43 和 3 號(hào)墩側(cè) C39~C41 橫隔板及其附近頂板上。裂縫深度一般在 20~50 mm 范圍。(2)少數(shù)主梁節(jié)段梁底面的側(cè)面上存在橫向和豎向裂縫。裂縫在側(cè)面上的分布主要集中在自梁底面往上 0. 20~1. 20m 的高度范圍內(nèi)，梁體底面裂縫分布主要集中在錨箱兩側(cè)。主要集中分布在 2 號(hào)墩 16 號(hào)錨箱至 3 號(hào)墩 16 號(hào)錨箱之間約 150 m 長(zhǎng)度的中跨梁段，且主要分布在主梁底面及其內(nèi)側(cè)面上。 大橋現(xiàn)狀1997 年建成通車后，發(fā)現(xiàn)在中跨主梁和主塔斜拉索錨固區(qū)出現(xiàn)了大量裂縫。2墩采用 ～ 的變截面挖孔樁基礎(chǔ)， 3墩采用沉井基礎(chǔ)。錨具采用 LM7 型冷鑄錨錨具。拉索采用扇形雙索面布置，梁上索距為9m，在塔上采用不等距排列，索距 ～。主梁在中跨的中間部分及邊跨的部分區(qū)段設(shè)置有縱向預(yù)應(yīng)力鋼束，采用 OVM 錨具及高強(qiáng)度低松弛鋼絞線。主梁采用扁平的實(shí)心雙主梁斷面，主梁肋高 ，寬 。 圖 重慶李家沱長(zhǎng)江大橋全景該橋結(jié)構(gòu)體系為雙塔雙索面預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋，塔、墩固結(jié)。重慶李家沱長(zhǎng)江大橋長(zhǎng)期健康監(jiān)測(cè)方案重慶交通大學(xué)2022 年 5 月重 慶 李家沱 長(zhǎng) 江大 橋長(zhǎng) 期健康 監(jiān)測(cè) 方案1目 錄一、項(xiàng)目概況及意義 ...............................................................................................................................1 大橋工程概況及現(xiàn)狀 ....................................................................................................................1 工程概況 ....................................................................................................................................1 本橋健