桥梁结构和参数监控

桥梁结构和参数监控

王修健

山东农业大学山东泰安271018

摘要：桥梁自古以来作为交通运输的重要组成部分，对于一个国家的经济发展有很重要的意义。所以对于桥梁，相关部门要及时的维护和保养以确保其有很好的状态。本文主要探究了桥梁的结构和如何对桥梁结构进行有效的监测以制定合理的保养维护方案。

关键词:桥梁；结构；监测

一、桥梁结构

桥梁是一个国家交通运输的重要组成部分，对于其结构的了解能够更好的帮助我们去对他进行状态监测和更好地维护。桥梁按照承重结构的截面类型分为板桥，肋梁桥，箱型桥梁。板桥是指桥梁的承重结构为矩形截面的钢筋混凝土或者是预应力混凝土板，钢筋混凝土的跨径是5-10mm，板桥桥梁特点是建筑高度小，施工方便，构造简单，预应力混凝土板跨径也有10-16mm。由肋梁及与肋梁顶部相结合的桥面板组成。肋梁桥的结构一般适用于中等跨度的桥梁，特点是自重轻，构造与受力性较好。如图1为肋梁桥的结构：

板桥横截面型式肋梁桥横截面型式

图1

由一个或者是几个封闭的薄壁箱梁组成的承重结构式的桥梁是箱型桥梁。箱型桥梁的特点是能够承受较大的弯曲扭矩，自身刚度较大，适用于悬臂桥梁或者是连续桥梁结构。按照桥梁承重结构的静力体系可以将桥梁分为简支梁，悬臂梁和连续桥梁。简支梁属于静定结构，结构简单，易于标准化和工厂化的生产，悬臂梁属于静定结构，一段伸出称之为单悬臂桥梁，两端都伸出称为双悬臂桥梁，对于跨度加大的悬臂梁通常是用搭设挂梁的形式形成多孔桥。连续桥梁是超静定结构，承重结构由连续不间断的跨越几个桥孔的梁组成，连续桥梁由于在载荷的作用下产生的弯矩显著地减少了跨中正弯矩，所以能够减少梁的高度，节省钢筋混凝土。如图2为简支梁，悬臂梁和连续桥梁的基本结构：

图2（a）简支梁（b）连续桥梁（c）悬臂梁

按照桥梁的结构受力体系分为斜拉桥，悬索桥，刚架桥，拱桥和梁式桥。斜拉桥主要由斜拉钢索，主梁和塔组成，一般是双塔，也有单塔的情况，跨度介于悬索桥和桁架桥之间。悬索桥主要由索锚，桥塔，吊杆和主索组成，吊杆和主索起到主要受力的作用，受到的力由桥两边的力平衡装置平衡。刚架桥的上部和下部连成一个整体，刚架结构由梁和柱组成，起到主要的承重作用，这种刚架结构有很大的刚性。拱桥的主要承重为拱肋，竖向载荷给桥梁的主要是压力，也有一部分的弯矩，墩台既要承受压力和弯矩，还要承受水平推力。梁式桥分为梁桥和板桥，竖向载荷的作用下只是承受弯矩而无推力，墩台只是承受竖向压力。

二、桥梁结构的状态监测

桥梁结构的监测技术分为桥梁的振动监测，桥梁的挠度监测和桥梁的应变监测等等几个部分。传统的震动监测方法有单簧和多簧频率计，电阻应变仪，振动测量仪等，传统的监测方法不适用于长期监测并且费时费力。长期监测可以采用加速度传感器进行监测，加速度传感器的原理是在动态变形的情况下压电元件在受压的情况下产生电荷输出，输出的电荷经过电荷放大器即可被用于加速度的监测。可供选择的加速度传感器有伺服式，压电式和磁电式。桥梁的挠度监测监测数据能够反映桥梁的整体刚度，而刚度是评价桥梁安全性能的重要依据。桥梁的挠度测量主要是对桥梁的关键点数据进行评价，新型的挠度测量方法有测角仪，GPS，连通管法，光电图像式测量仪等。桥梁的应变监测反映的是桥梁的局部受力与状况破坏之间的关系。传统的应变测量方法有机械法，光干涉法和电测法，现代化的测量方法是用光纤应变传感器。光纤应变传感器可靠性高，灵便性能好，精确度高，耐腐蚀性能强，便于远距离监测。

参考文献：

[1]李国强,李杰,陈素文,陈建兵.建筑结构抗震设计,2014.

[2]巩海矾.高等桥梁结构理论.2001

[3]周智，边玉明，田石柱.土木工程健康监测用F-P光纤应变测量技术[J],传感器技术,2011.