【正文】 圖 主梁應力監(jiān)測應變傳感器布置示意圖圖 主梁截面應力測點布置圖 索塔應力監(jiān)測索塔在施工過程中將承擔巨大的軸向壓力，同時對于施工中可能出現(xiàn)的荷載不對稱情況，將使索塔產(chǎn)生附加彎矩，這對索塔的受力是不利的，因此應對主塔截面進行應力監(jiān)測。每個截面上布置 5 個正應力監(jiān)測點。且電阻式應變傳感器的壽命較短, 故從長期監(jiān)測和信號傳輸?shù)确矫婵紤], 宜采用 (或部分采用) 適合長期監(jiān)測用的 SENS1 表面安裝式光纖光柵應變傳感器。同時, 通過控制點上的應力和應變狀態(tài)的變異,檢查結(jié)構是否有損壞或潛在損壞的狀態(tài)。 主塔側(cè)移監(jiān)測傾斜計傳感器布置示意圖 主梁、索塔控制截面應力監(jiān)測 主梁應力監(jiān)測運營狀態(tài)中的預應力混凝土梁的應力、應變的變化是由于梁結(jié)構的外部條件和內(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、溫度變化及預應力損失等。 測量精度 177。 表 光纖光柵傾斜計技術參數(shù)表（ 梁端位移量測點）重 慶 李家沱 長 江大 橋長 期健康 監(jiān)測 方案16項目 參數(shù) 標準量程 177。傳感器底座通過焊接或打孔安裝，此系統(tǒng)具有自動溫度補償功能。圖 傾斜計主塔側(cè)移監(jiān)測：采用傾斜計進行測量。本項目通過測量主橋主梁梁端與相鄰引橋梁端上固定點之間的距離變化來測定主梁縱向位移變化規(guī)律，梁端各設 2 個測點，共計 4 個測點，采用 SEND2 拉線式位移傳感器，其主要技術參數(shù)為：表 拉線式位移傳感器參數(shù)表項目 參數(shù)標準量程 0 1 m測量精度 5‰ .分 辨 率 1 mm（在與 SEN01 解調(diào)儀配套情況下）波長范圍 1525nm～1565nm尺 寸 10330 mm連接方式 FC/PC 或 熔接溫度補償形式 自補償重 慶 李家沱 長 江大 橋長 期健康 監(jiān)測 方案15使用溫度 30℃～85℃本橋主梁縱向位移測點布置如圖 所示：圖 主梁縱向位移監(jiān)測位移傳感器布置示意圖 索塔位移監(jiān)測索塔作為索支承橋梁的主要承重構件，其剛度遠大于柔性的斜拉索和橋面主梁。其次，活載、恒載等會使橋梁端部發(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 SENHOR光纖光柵靜力水準儀重 慶 李家沱 長 江大 橋長 期健康 監(jiān)測 方案14參數(shù)見下表：表 靜力水準儀參數(shù)表項目 參數(shù) 標準量程 0100 mm 測量精度 1‰ .分 辨 率 （在與 SEN01 解調(diào)儀配套情況下）波長范圍 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償形式 自補償使用溫度 30℃～85℃（2）主梁縱向位移監(jiān)測：主梁縱向位移監(jiān)測也是對大橋伸縮縫伸縮量的實時監(jiān)測，是大橋健康監(jiān)測的一項重要內(nèi)容。溫度變化蒸發(fā)的因素引起的液位變化對基準和各個測點有相同的影響，可以通過相減抵消，而撓度引起的液位變化對基準點和測點的影響不同，相減后則保留下來，因而這一系統(tǒng)測量不受溫度和液體蒸發(fā)的影響。安裝時將精密液位計設置在被測點，液位罐設置在不動點（水平基點） ，并用連通管連接。圖 主梁撓度監(jiān)測液位計布置示意圖圖 主梁撓度監(jiān)測液位計橫截面布置示意圖（ 主梁撓度測點）不動點重 慶 李家沱 長 江大 橋長 期健康 監(jiān)測 方案13 主梁測試斷面、連通液位沉降計及采集系統(tǒng)結(jié)構示意圖 靜力水準儀是一種智能型位移傳感器，由精密液位計、液位罐和連通管組成。（1）主梁豎向撓度變形觀測：采用了基于連通管液位測量原理的靜力水準儀，沿重慶李家沱長江大橋的主梁安裝連通管，并在關鍵位置引出支管，安裝11 個精密液位計（不動點 1 個，布置在交接墩主梁跨中處） 。 橋梁位移變形監(jiān)測橋梁位移變形監(jiān)測是利用測量手段，對橋梁各控制斷面的位移變形進行監(jiān)測，并繪編相應的位移變形影響線和影響面以檢測各控制部位位移變形狀態(tài)，從而為總體評估大橋的承載能力、營運狀態(tài)和耐久能力提供依據(jù)。重 慶 李家沱 長 江大 橋長 期健康 監(jiān)測 方案11四、監(jiān)測項目及監(jiān)測方法 監(jiān)測方案的特殊要求李家沱長江大橋為大跨徑雙索面混凝土斜拉橋，建成時間較長，在多種因素作用下出現(xiàn)了部分病害。根據(jù)以上原則，考慮到本橋建設過程中的特點并結(jié)合大橋近期實際運營狀況，本橋健康監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測范圍如下： 實時監(jiān)測范圍表 實時監(jiān)測范圍表序號 實時監(jiān)測內(nèi)容 監(jiān)測目的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 實時位移 掌握主梁撓度變形及主塔偏位實時情況3 結(jié)構溫度掌握大橋梁部、塔部主要結(jié)構斷面的結(jié)構溫度情況4 大氣溫度 掌握大橋塔內(nèi)外的大氣溫度5環(huán)境風速風向 掌握大橋風速風向，用以推算大橋結(jié)構所受到的風荷載6 動力 振動掌握大橋梁部、塔部結(jié)構實時振動響應，用以計算結(jié)構模態(tài)參數(shù)7 應變 掌握大橋動靜荷載作用下的結(jié)構應力應變情況，用以設置響應預警閾值8 梁端位移掌握大橋伸縮縫位置梁端實時位移 定期監(jiān)測范圍表 定期監(jiān)測范圍序號定期監(jiān)測內(nèi)容 監(jiān)測目的1 主墩沉降 定期對主橋橋墩進行沉降測量2 斜拉索索力 定期對未進行長期監(jiān)測的斜拉索索力進行測試3 斜拉索探傷 定期對全部斜拉索的防護套、錨固系統(tǒng)、減震器進行探傷4 混凝土強度 定期對混凝土結(jié)構進行強度測量，評估大橋的安全性5安全性混凝土裂縫 定期對混凝土裂縫進行觀測，評估大橋的安全性4 氯離子含量 定期對塔部混凝土進行混凝土氯離子含量測量，評估大橋的耐久性5耐久性碳化深度定期對塔部混凝土進行混凝土碳化深度測量，評估大橋耐久性6 橋面線形 定期進行橋面線形測量，評估大橋的適用性7適用性 其它外觀檢查橋面狀況、伸縮縫狀況、支座狀況、護欄狀況、排水設置狀況、照明設施狀況、其它狀況重 慶 李家沱 長 江大 橋長 期健康 監(jiān)測 方案118 其它 車流量數(shù)據(jù)定期對車流量進行調(diào)查，為評估車輛荷載對大橋健康狀況的影響提供依據(jù)。9）系統(tǒng)應具有可擴展性。6）監(jiān)測與結(jié)構安全性密切相關內(nèi)容，主要監(jiān)測一些有代表性的結(jié)構、必須進行監(jiān)測的重要結(jié)構以及日常養(yǎng)護無法檢查或檢查非常困難的結(jié)構響應。4）根據(jù)結(jié)構易損性分析的結(jié)果及養(yǎng)護管理的需求進行監(jiān)測點的布設。 設計原則李家沱長江大橋健康監(jiān)測系統(tǒng)是一個集結(jié)構分析計算、計算機技術、通信重 慶 李家沱 長 江大 橋長 期健康 監(jiān)測 方案8技術、網(wǎng)絡技術、傳感器技術等高新技術于一體的綜合系統(tǒng)工程。各個橋梁的健康監(jiān)測系統(tǒng)，既可獨立運行，又能夠提供向上的接口，集成到上級監(jiān)控中心的系統(tǒng)里面，最終實現(xiàn)集中、分權、分域管理的模式。鑒于此，對于主城區(qū)的大型橋梁，考慮按照統(tǒng)一規(guī)劃、分步實施的原則，建立總體的監(jiān)測系統(tǒng)框架，根據(jù)項目時間、資金配比等等，成熟一個，實施一個，逐步實現(xiàn)主城區(qū)大型過江橋梁的集中健康監(jiān)測系統(tǒng)，為橋梁的維修、養(yǎng)護與管理決策提供依據(jù)和指導。對于新建橋梁，在考慮在施工過程中就引入健康檢測理念，并根據(jù)大橋施工進度進行安裝調(diào)試。6）實現(xiàn)將橋梁的健康監(jiān)測系統(tǒng)與管理養(yǎng)護系統(tǒng)有機的結(jié)合。因此橋梁健康監(jiān)測不只是傳統(tǒng)的橋梁檢測加結(jié)構評估新技術，而是被賦予了結(jié)構狀態(tài)監(jiān)控與評估、設計理論驗證和設計規(guī)范的研究與發(fā)展三方面的意義。考慮到大橋在運營階段，由于受氣候、氧化、腐蝕和老化等因素影響，在長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重，大大超出設重 慶 李家沱 長 江大 橋長 期健康 監(jiān)測 方案6計時所預計的車流量及超重荷載，從而導致橋梁強度和剛度隨著時間的增加而降低，這不僅會影響安全行車，更會縮短橋梁的使用壽命。相比橋梁設計理論和建設技術的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的橋梁測試技術相對落后；為了適應上述發(fā)展，橋梁的長期在線健康監(jiān)測技術逐漸發(fā)展起來。李家沱長江大橋已建成運營 12 年，經(jīng)檢測發(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系統(tǒng)與新建橋梁的健康檢測系統(tǒng)有較大的不同，必須考慮橋梁結(jié)構損傷的影響。健康監(jiān)測技術的成功開發(fā)與應用將起到確保橋梁安全運營、延長橋梁使用壽命的作用，同時通過早期橋梁病害的發(fā)現(xiàn)能大大節(jié)約橋梁的維修費用，可以避免最終頻繁大修關閉交通所引起的重大損失。有了高質(zhì)量的橋梁結(jié)構健康監(jiān)測系統(tǒng)，就可以隨時做足尺全橋?qū)嶒?，從而大大加速我過橋梁結(jié)構健康監(jiān)測系統(tǒng)整個領域的研究。由于運營中的橋梁結(jié)構及其環(huán)境所獲得信息不僅是理論研究和實驗室調(diào)查的補充，而且可以提供有關結(jié)構行為與環(huán)境規(guī)律的最真實的信息，因此橋梁健康監(jiān)測帶來的將不僅是監(jiān)測系統(tǒng)和某種特定橋梁設計的反思，它還可能并成為橋梁研究的現(xiàn)場實驗室。橋梁健康檢測的基本內(nèi)涵是通過對橋梁結(jié)構狀態(tài)的監(jiān)控與評估，從而為橋重 慶 李家沱 長 江大 橋長 期健康 監(jiān)測 方案5梁工程在特殊氣候、交通條件下或運營狀況嚴重異常時發(fā)出預警信號，為橋梁維護、維修與管理決策提供依據(jù)和指導。s Bridge 斜拉橋 63+61 瑞士徐浦大橋 斜拉橋 590 中國濱州黃河大橋 斜拉橋 84+300+300+84 中國松花江大橋 斜拉橋 主跨 365 中國重慶大佛寺長江大橋 斜拉橋 198+450+198 中國蕪湖長江大橋 斜拉橋 180+312+180 中國東營黃河大橋 斜拉橋 ++288++ 中國柳州三門江大橋 斜拉橋 100+160+100=360 中國潤揚大橋 斜拉橋 +406+ 中國淮安大橋 斜拉橋 152+370+152 中國汀九橋 斜拉橋 127+448+475+127 中國香港汲水門橋 斜拉橋 160+430+160 中國香港橋梁結(jié)構健康監(jiān)測不只是對傳統(tǒng)橋梁檢測技術的簡單改進，而是運用現(xiàn)代的傳感與通訊技術，實時監(jiān)測橋梁運營階段在各種環(huán)境荷載條件下的結(jié)構相應與行為，獲取反映結(jié)構狀態(tài)和環(huán)境因素的各種信息，由此分析結(jié)構的健康狀態(tài)、評估結(jié)構的可靠性，為橋梁的管理與維護提供科學依據(jù)。目前，國內(nèi)外已經(jīng)采用了健康監(jiān)測系統(tǒng)的部分橋梁見表 。這些健康監(jiān)測技術的成功開發(fā)與應用將起到確保橋梁安全運營、延長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） ，設計值的 ％（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 號墩邊跨，3 號墩下游中跨處出現(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，當時對橋塔和主梁的裂縫進行整治，同時也對塔柱上封錨砼進行整治，以達到封閉裂縫、防止裂縫進一步擴展的目的。(6)既有裂縫不會影響橋梁目前的正常運營。3 號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 號墩上游塔柱裂縫主要集中在 17~24 號錨箱之間的區(qū)段，其它 3 個塔柱裂縫主要集中在 20~24 號錨箱之間的區(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 號墩側(cè)C27~C3C38~C3C41~C43 和 3 號墩側(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 號墩 16 號錨箱至 3 號墩 16 號錨箱之間約 150 m 長度的中跨梁段，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， 3墩采用沉井基礎。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)段設置有縱向預應力鋼束，采用 OVM 錨具及高強度低松弛鋼絞線。主梁采用扁平的實心雙主梁斷面，主梁肋高 ，寬 。 圖 重慶李家沱長江大橋全景該橋結(jié)構體系為雙塔雙索面預應力混凝土斜拉橋，塔、墩固結(jié)。重慶李家沱長江大橋長期健康監(jiān)測方案重慶交通大學2022 年 5 月重 慶 李家沱 長 江大 橋長 期健康 監(jiān)測 方案1目 錄一、項目概況及意義 ...............................................................................................................................1 大橋工程概況及現(xiàn)狀 ....................................................................................................................1 工程概況 ....................................................................................................................................1 本橋健