大跨桥梁安全监测的技术方法分析 一、桥粱安全监测的意义 随着科学技术的进步以及交通运输的需求,许多大跨度桥梁应运而生,尤其是悬索桥以其跨度大,造型优美,节约材料而备受人们的青睐,成为大跨度桥梁的首选。但随着跨度的增大,从几百 m 到 3000m;加劲梁的高跨比越来越小,(l/40~l/300);安全系数也随之下降,由以前的 4~5 下降为 2~3。另外,由于其柔性大,频率低,对风的作用很敏感。由于缺乏必要的监测和相应的养护,世界各地出现了大量桥梁损坏事故,给国民经济和生命财产造成了巨大损失。 1994 年 10 月韩国汉城发生了横跨汉江的圣水大桥中央断场 50m,其中 15m 掉入江中,造成死亡 32 人、重伤 17 人的重大事故。据称造成桥梁在行车高峰期突然断裂的原因是长期超负荷运营,钢梁螺栓及杆件疲劳破坏所致。 1940 年完工的主跨 853m 的塔可马大桥(TaaNarrows),只使用了三个月,便在 19m/s 的风速下造成了塌桥事故:1951 年主跨 1280m 的金门大桥于风速 15~1520m/s 时因振动而造成桥体部分损坏,等等。 美国现有的约 50 万座公路桥中,20 万座以上存在不同程度的损伤。1967 年 2 月横跨美国俄亥俄河上的银桥突然倒塌,造成46 人死于非命。 我国早期建造的斜拉桥,由于拉索的防护不合理而引起的斜拉索的严重锈蚀,如济南黄河桥、广州海印桥的斜拉索在远未达到他们的设计寿命下,被迫全部更换,造成很大的经济损失和不良的社会影响。 过去十几年里,我国已建成一批大跨度桥梁,仅上海就有南浦、杨浦和徐浦大桥等具有世界先进水平的桥梁,另外,香港的青马大桥和虎门的虎门大桥又是我国首次建立的悬索桥,近年来我国特别是沿海地区交通进展迅速,迫切需要建立一大批大跨度桥梁。为了确保这些耗资巨大,与国计民生密切相关的大桥的安全耐久,必须对这些大桥进行连续的监测。 目前,桥梁的监测越来越受到重视,许多讨论人员都在致力于桥梁的监测讨论,桥梁的安全监测正日益成为土木工程学科中的一个非常活跃的讨论方向[1,2,3]。 二、桥梁位移监测仪器的现状 大跨度桥梁受风荷载,车载,温度和地震影响较大,而在沿海地区一般无地震,主要受台风,车载和温度的影响,为保证其在上述条件下的安全运营,必须讨论桥梁在上述条件下的实际位移曲线,而目前对风的讨论仅局限于理论和模型实验,对实桥在风作用下的讨论还不充分,对车载的讨论也只是在特定时间和空间下进行。主要原因是测试仪器的...