大橋運(yùn)營期遠(yuǎn)程健康監(jiān)測及橋梁安全評估方案

1、PAGE 西長高速公路連續(xù)剛構(gòu)橋梁運(yùn)營期遠(yuǎn)程健康監(jiān)測及橋梁安全評估技術(shù)方案（雙星溝大橋）陜西交建公路工程試驗(yàn)檢測有限公司二一0年五月目 錄 TOC * MERGEFORMAT 1、工程概況 PAGEREF _Toc255983256 h 12、運(yùn)營期遠(yuǎn)程健康監(jiān)測及橋梁安全評估的目的及意義 PAGEREF _Toc255983257 h 23、本次監(jiān)測的主要內(nèi)容 PAGEREF _Toc255983258 h 34、運(yùn)營期遠(yuǎn)程健康監(jiān)測及橋梁安全評估的基本思路 PAGEREF _Toc255983259 h 35、運(yùn)營期遠(yuǎn)程安全性監(jiān)測實(shí)施技術(shù)方案 PAGEREF _Toc255983260 h 4

2、5.1運(yùn)營期監(jiān)測的計(jì)算機(jī)仿真分析 PAGEREF _Toc255983261 h 45.2大橋運(yùn)營期撓度遠(yuǎn)程適時監(jiān)測及支座定期檢查方案 PAGEREF _Toc255983262 h 45.2.1大橋運(yùn)營期撓度遠(yuǎn)程適時監(jiān)測方案 PAGEREF _Toc255983263 h 45.2.2大橋運(yùn)營期支座定期檢查方案 PAGEREF _Toc255983264 h 85.3 大橋運(yùn)營期主梁縱向位移監(jiān)測方案 PAGEREF _Toc255983265 h 85.4 墩身垂直度變化監(jiān)測方案 PAGEREF _Toc255983266 h 95.5大橋運(yùn)營期應(yīng)力監(jiān)測方案 PAGEREF _Toc2559

3、83267 h 95.5.1 應(yīng)力監(jiān)測項(xiàng)目 PAGEREF _Toc255983268 h 95.5.2 箱梁應(yīng)力監(jiān)測截面與測點(diǎn) PAGEREF _Toc255983269 h 95.5.3 測試方法 PAGEREF _Toc255983270 h 115.6 大橋運(yùn)營期結(jié)構(gòu)振動特性監(jiān)測方案 PAGEREF _Toc255983271 h 126、大橋運(yùn)營環(huán)境狀態(tài)的監(jiān)測 PAGEREF _Toc255983272 h 126.1溫度狀態(tài)監(jiān)測 PAGEREF _Toc255983273 h 126.2交通量監(jiān)測 PAGEREF _Toc255983274 h 137、大橋定期外觀技術(shù)狀況檢測 P

4、AGEREF _Toc255983275 h 137.1橋面系檢測方案 PAGEREF _Toc255983276 h 137.2上部結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc255983277 h 147.2.1 支座檢查 PAGEREF _Toc255983278 h 147.2.2上部結(jié)構(gòu)主梁主要承重構(gòu)件檢查 PAGEREF _Toc255983279 h 157.3下部結(jié)構(gòu)檢查 PAGEREF _Toc255983280 h 157.4抗震設(shè)施檢查 PAGEREF _Toc255983281 h 167.5附屬設(shè)施檢查 PAGEREF _Toc255983282 h 167.6 檢測頻率 PAGE

5、REF _Toc255983283 h 178、大橋耐久性監(jiān)測實(shí)施技術(shù)方案 PAGEREF _Toc255983284 h 178.1鋼筋混凝土成品檢測試驗(yàn) PAGEREF _Toc255983285 h 178.2 裂縫遠(yuǎn)程適時監(jiān)測 PAGEREF _Toc255983286 h 198.3 混凝土中性化深度試驗(yàn) PAGEREF _Toc255983287 h 198.4 鋼筋銹蝕狀態(tài)測試 PAGEREF _Toc255983288 h 209、大橋健康狀態(tài)及承載能力評估 PAGEREF _Toc255983289 h 209.1大橋健康狀態(tài)評估系統(tǒng) PAGEREF _Toc25598329

6、0 h 209.1.1 橋梁評估的方法 PAGEREF _Toc255983291 h 219.1.1.1 層次分析法 PAGEREF _Toc255983292 h 229.1.1.2 變權(quán)綜合方法 PAGEREF _Toc255983293 h 289.1.1.3 雙星溝大橋?qū)哟畏治瞿Ｐ?PAGEREF _Toc255983294 h 299.1.1.4 底層評價指標(biāo)評語確定方法 PAGEREF _Toc255983295 h 309.1.2 橋梁評估模型 PAGEREF _Toc255983296 h 319.1.3 評估標(biāo)準(zhǔn) PAGEREF _Toc255983297 h 329.2大

7、橋承載能力評估 PAGEREF _Toc255983298 h 3410、無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng) PAGEREF _Toc255983299 h 3511、運(yùn)營期遠(yuǎn)程健康監(jiān)測及橋梁安全評估工作計(jì)劃 PAGEREF _Toc255983300 h 3612、運(yùn)營期遠(yuǎn)程健康監(jiān)測及橋梁安全評估組織機(jī)構(gòu)及管理措施 PAGEREF _Toc255983301 h 3612.1運(yùn)營期遠(yuǎn)程健康監(jiān)測及橋梁安全評估組織機(jī)構(gòu) PAGEREF _Toc255983302 h 3612.1.1運(yùn)營期遠(yuǎn)程健康監(jiān)測及橋梁安全評估領(lǐng)導(dǎo)小組 PAGEREF _Toc255983303 h 3612.1.2運(yùn)營期遠(yuǎn)程健康監(jiān)測及橋梁安

8、全評估小組 PAGEREF _Toc255983304 h 3612.2運(yùn)營監(jiān)測單位人員組成 PAGEREF _Toc255983305 h 3612.3質(zhì)量管理措施 PAGEREF _Toc255983306 h 3612.4安全及環(huán)保措施 PAGEREF _Toc255983307 h 3713、運(yùn)營期遠(yuǎn)程健康監(jiān)測及安全評估報告 PAGEREF _Toc255983308 h 3714、附件 PAGEREF _Toc255983309 h 37第 PAGE 41 頁 共38頁雙星溝大橋運(yùn)營期遠(yuǎn)程健康監(jiān)測及橋梁安全評估技術(shù)方案1、工程概況雙星溝大橋位于永壽縣城軍鎮(zhèn)永安村西側(cè)，橋址區(qū)地貌單元屬

9、黃土原溝壑，溝谷呈V型溝。橋梁位于半徑R=2200米的圓曲線上。設(shè)計(jì)曲線超高為3%，橋位處變坡點(diǎn)為K139+415，前段坡度為-1.6%，后段坡度2.156972%，豎曲線半徑R=31798.93米。橋梁上部結(jié)構(gòu)構(gòu)造為預(yù)應(yīng)力混凝土變截面T型剛構(gòu)，橋?qū)?9米，由左右分離的兩個單箱單室截面組成。墩頂箱梁高8.5米，合攏段、現(xiàn)澆段箱梁高3米，腹板厚0.5米、0.7米，底板厚為0.31.0米。箱梁頂板寬為14.25米，底板寬為7.75米，翼緣板懸臂長3.25米。箱梁底曲線按圓曲線變化，除0號塊和箱梁端部設(shè)橫隔板，其余部位均不設(shè)橫隔板。橋面橫坡設(shè)于箱梁頂面，箱梁底面平置。箱梁設(shè)縱、橫、豎三向預(yù)應(yīng)力，在墩

10、頂箱梁設(shè)腹板下彎束。箱梁采用掛籃懸臂澆筑法施工，施工流程為：在墩頂安裝托架、立模，綁扎鋼筋，澆筑0號、1號塊混凝土，當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度90%時，張拉相應(yīng)頂板預(yù)應(yīng)力束；安裝掛籃，立模、綁扎鋼筋，對稱澆筑各梁段混凝土，當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度90%時，張拉相應(yīng)頂板預(yù)應(yīng)力束和腹板預(yù)應(yīng)力束，完成T的施工；拆除掛籃，在兩端箱梁現(xiàn)澆段與合攏段區(qū)滿堂支架，對支架進(jìn)行預(yù)壓，預(yù)壓重量不小于相應(yīng)箱梁自重。綁扎現(xiàn)澆段箱梁鋼筋，澆筑混凝土，當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%時，張拉底板預(yù)應(yīng)力束，拆除支架；進(jìn)行橋面施工。在懸臂澆筑中，懸澆梁段最大長度為4米，最大重量為207.8噸，掛籃重量不大于75噸。合攏段長度為

11、3米，支架現(xiàn)澆段長度為8.5米。橋墩左右幅分離，墩身為7.756米薄壁空心墩，墩高51.5米，壁厚0.5米，墩身中設(shè)置一道橫隔板。承臺為16.5125米，群樁基礎(chǔ)，每個承臺下有12根樁，樁徑為1.7米，樁長為75米。橋臺為樁柱式，樁徑為1.7米，0號橋臺樁長為65米，2號橋臺樁長70米。雙星溝大橋總體布置圖如圖1.1所示。雙星溝大橋于2007年12月13日建成通車。圖1.1 雙星溝大橋總體布置圖2、運(yùn)營期遠(yuǎn)程健康監(jiān)測及橋梁安全評估的目的及意義多年來，橋梁結(jié)構(gòu)的安全狀況一直是公眾特別關(guān)心的問題?，F(xiàn)代化大型橋梁是交通主干道的重要節(jié)點(diǎn)，對交通運(yùn)輸區(qū)域發(fā)展具有重大影響，是國家、地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步的

12、象征。然而，目前，國內(nèi)外許多橋梁都存在不同程度的隱患。我國許多重要的大型橋梁都沒有建立保證安全性和耐久性的維護(hù)系統(tǒng)。由于缺乏大橋結(jié)構(gòu)整體性的安全監(jiān)測系統(tǒng)，對結(jié)構(gòu)狀態(tài)的任何異常不能及時發(fā)現(xiàn)，以做出相應(yīng)的防患措施。一些城市已發(fā)生大橋嚴(yán)重的質(zhì)量事故，造成很大的經(jīng)濟(jì)損失和不良的社會影響。分析產(chǎn)生上述事故的原因很復(fù)雜，除設(shè)計(jì)與施工方面的原因以外，這些橋梁長期處于超負(fù)荷運(yùn)營狀態(tài)，致使許多構(gòu)件的疲勞損傷加劇，是導(dǎo)致倒塌的重要原因。如果能對橋梁的疲勞損傷進(jìn)行監(jiān)測，從而對橋梁的健康狀況給出評估，在災(zāi)難來臨之前給出預(yù)警，將會大大減少慘劇的發(fā)生。另一方面，在對局部質(zhì)量嚴(yán)重退化的結(jié)構(gòu)進(jìn)行維修更新時，由于目前的檢測技術(shù)

13、不能對結(jié)構(gòu)各構(gòu)件的損傷狀況作出準(zhǔn)確客觀的評估，因此，常常不得不過于保守地對“可能”問題的部件全部更新，造成很大的材料浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失?？梢姌蛄罕O(jiān)測系統(tǒng)和檢測技術(shù)的建立與完善，不僅影響到重要結(jié)構(gòu)的健康安全和道路交通的正常運(yùn)營，還與大型結(jié)構(gòu)的維修費(fèi)用密切相關(guān)。橋梁健康監(jiān)測為橋梁工程中的未知問題和超大跨度橋梁的研究提供了新的契機(jī)，由運(yùn)營中的橋梁結(jié)構(gòu)及其環(huán)境所得的信息不僅是理論研究和試驗(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。大型橋梁健康監(jiān)測不只是傳統(tǒng)的橋梁檢測和結(jié)構(gòu)評估新技術(shù)的應(yīng)用，而且被賦予了結(jié)構(gòu)監(jiān)控與評估、設(shè)計(jì)驗(yàn)證和研究發(fā)展三方面的意義。因此，為了實(shí)施有效的養(yǎng)護(hù)維修和管理，

14、可以使雙星溝大橋的使用性能得以改善，壽命得以延長，減少和避免災(zāi)難性事故的發(fā)生，推動和促進(jìn)行業(yè)的科技進(jìn)步。就必須盡快發(fā)展與其規(guī)模和功能相適應(yīng)的現(xiàn)代監(jiān)測技術(shù)，加強(qiáng)對養(yǎng)護(hù)和管理方面的研究。而采用無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)測與常規(guī)的定期檢測方案比較具有：（1）長期、全天候、實(shí)時監(jiān)測；（2）自動化多點(diǎn)數(shù)據(jù)獲?。唬?）先進(jìn)的無線網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理；（4）測量費(fèi)用低；（5）不干擾交通等顯著的優(yōu)點(diǎn)，從而在近幾年得到了日益廣泛的應(yīng)用。3、本次監(jiān)測的主要內(nèi)容本次監(jiān)測的主要任務(wù)分為四大部分內(nèi)容：（1）對變形（包括豎向撓度、縱向位移、固結(jié)墩墩頂傾角等指標(biāo)）、應(yīng)力、溫度和控制截面結(jié)構(gòu)裂縫進(jìn)行遠(yuǎn)程適時監(jiān)測；（2）

15、結(jié)合遠(yuǎn)程適時監(jiān)測情況對大橋進(jìn)行定期外觀檢測；（3）對大橋的耐久性和承載能力進(jìn)行檢測；（4）為該橋的維護(hù)和健康運(yùn)營評估提供實(shí)測數(shù)據(jù)，并作數(shù)據(jù)分析，提供該橋的健康運(yùn)營狀況，并作出安全性評價。4、運(yùn)營期遠(yuǎn)程健康監(jiān)測及橋梁安全評估的基本思路根據(jù)我單位對高墩大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋積累的經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)營期遠(yuǎn)程健康監(jiān)測及橋梁安全評估的基本思路可歸納如下：（1）收集設(shè)計(jì)、施工監(jiān)控文件、相關(guān)的會議紀(jì)要和相關(guān)的規(guī)范和規(guī)程等，對運(yùn)營橋梁進(jìn)行模擬計(jì)算，得出運(yùn)營狀態(tài)下的變形和應(yīng)力狀態(tài)的數(shù)據(jù)，并作數(shù)據(jù)分析或圖表文件進(jìn)行存放。（2）通過業(yè)主，協(xié)同設(shè)計(jì)、監(jiān)控單位優(yōu)化預(yù)定的運(yùn)營期遠(yuǎn)程健康監(jiān)測及橋梁安全評估方案，制定實(shí)施細(xì)則，報送業(yè)主審查。

16、（3）做好監(jiān)控前的準(zhǔn)備工作，如：測控點(diǎn)定位、設(shè)備購置、儀器標(biāo)定、傳感器的安裝、測試系統(tǒng)的調(diào)試等。（4）大橋運(yùn)營期遠(yuǎn)程適時撓度監(jiān)測。（5）大橋運(yùn)營期主梁縱向位移監(jiān)測。（6）墩身垂直度監(jiān)測：墩頂傾角監(jiān)測。（7）大橋運(yùn)營期應(yīng)力監(jiān)測，包括大橋運(yùn)營期箱梁控制截面混凝土正應(yīng)力和主應(yīng)力。（8）大橋運(yùn)營期振動特性監(jiān)測。（9）大橋運(yùn)營環(huán)境狀態(tài)的監(jiān)測。在具有代表性的地方設(shè)置溫度濕度計(jì)（箱外），觀測實(shí)測時的外界環(huán)境，用于實(shí)測成果的分析。（10）大橋定期外觀檢測。（11）橋梁耐久性檢測，包括鋼筋混凝土強(qiáng)度檢測，裂縫寬度檢測。（12）承載力評價：通過撓度、應(yīng)力應(yīng)變及耐久性檢測的數(shù)據(jù)對承載力進(jìn)行評價。（13）對大橋健康狀

17、態(tài)作出評估。監(jiān)測程序如圖4.1運(yùn)營期監(jiān)測流程圖所示。5、運(yùn)營期遠(yuǎn)程安全性監(jiān)測實(shí)施技術(shù)方案5.1運(yùn)營期監(jiān)測的計(jì)算機(jī)仿真分析本次利用橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算專用程序MIDAS/CIVIL（V7.4.1），建立大橋的計(jì)算機(jī)有限元模型，并作模型修正，模擬該橋的實(shí)際運(yùn)營狀態(tài)，計(jì)算分析該橋在各種外界環(huán)境、各種荷載工況、各個監(jiān)測時段的撓度與內(nèi)力，建立原始理論數(shù)據(jù)庫，作為實(shí)測數(shù)據(jù)的對比依據(jù)。同時，確定橋梁受力的最不利位置，為傳感器和應(yīng)變計(jì)的埋設(shè)提供理論依據(jù)。橋梁結(jié)構(gòu)在移動的車輛、人群、風(fēng)力和地震等動力荷載作用下會產(chǎn)生振動。橋梁結(jié)構(gòu)的振動分析是橋梁結(jié)構(gòu)分析的又一項(xiàng)重要內(nèi)容。橋梁結(jié)構(gòu)的動力特性（振型、頻率和阻尼比）是橋梁承載

18、力評定的重要參數(shù)，同是也是識別橋梁結(jié)構(gòu)工作性能和橋梁抗震分析的重要參數(shù)。計(jì)算機(jī)的仿真分析即提供這些參數(shù)的理論數(shù)據(jù)。5.2大橋運(yùn)營期撓度遠(yuǎn)程適時監(jiān)測及支座定期檢查方案5.2.1大橋運(yùn)營期撓度遠(yuǎn)程適時監(jiān)測方案為了對大橋進(jìn)行遠(yuǎn)程適時變形監(jiān)測和分析預(yù)報，確保大橋的安全運(yùn)行，必須建立長期監(jiān)測網(wǎng)與觀測點(diǎn)。本橋遠(yuǎn)程適時監(jiān)測采用連通液位式撓度自動觀測系統(tǒng)。靜力水準(zhǔn)（即連通液位計(jì)）方式測試橋梁撓度的基本原理，就是利用液體在連通的管道中，會由于重力的作用下，在不同的位置的液面高度會相同。對于最小的靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)至少需要兩個靜力水準(zhǔn)儀，一個布置在參考點(diǎn)（即不會有撓度變化的點(diǎn)，通常是橋墩或橋頭），另一個布置在待測點(diǎn)。兩

19、個靜力水準(zhǔn)儀通過液管連接在一起，并加入適當(dāng)收集設(shè)計(jì)、施工監(jiān)控文件運(yùn)營期的計(jì)算機(jī)模擬細(xì)化和優(yōu)化運(yùn)營期監(jiān)測方案、制定監(jiān)測細(xì)則專家審查監(jiān)測監(jiān)控準(zhǔn)備工作材料設(shè)備購置儀器設(shè)備和測試系統(tǒng)標(biāo)定測控點(diǎn)定位傳感器的安裝調(diào)試基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置監(jiān)測、監(jiān)控監(jiān)測結(jié)果分析偏差分析環(huán)境作用分析材料參數(shù)變異分析橋梁安全評估提交監(jiān)測及評估報告線形、位移監(jiān)測關(guān)鍵截面應(yīng)力測試耐久性評估承載力評價振動特性監(jiān)測圖4.1 運(yùn)營期監(jiān)測流程圖的液體使得液面高度處于量程的中間位置。這樣當(dāng)待測點(diǎn)發(fā)生撓度時，兩個靜力水準(zhǔn)的液面相對于其筒體的位置就會變化，測試這種變化就可計(jì)算出待測點(diǎn)相對于參考點(diǎn)的位移，從而達(dá)到測試橋梁撓度的目的。圖5.1 兩個靜力水準(zhǔn)撓度

20、測試示意圖如圖5.1所示，表明了兩個靜力水準(zhǔn)的測試過程。假定左側(cè)的靜力水準(zhǔn)布置在參考點(diǎn)，右側(cè)的布置在待測點(diǎn)。從左到右描繪了當(dāng)待測點(diǎn)發(fā)生撓度變化時，液面的變化情況。連通液位系統(tǒng)計(jì)算依據(jù)有兩個：一是桶內(nèi)的液體體積不變；二是各個桶的水平面變化一致。如圖5.1，設(shè)左邊桶截面面積AS，原來液位AH1，變化后為AH2，桶自身變化AX；同理有右邊BS，BH1，BH2，BX。依據(jù)兩個條件有：AH1*AS+BH1*BS= AH2*AS+BH2*BS (算式1)AH1-(AH2-AX)= BH1-(BH2-BX) (算式2)鑒于各個桶截面一樣，由“算式1”可推知（AH1-AH2）+(BH1-BH2)=0,即各個測

21、點(diǎn)變化值的和為零，這可以用來校驗(yàn)數(shù)據(jù)，考察系統(tǒng)是否正常。對于算式2，如A為基點(diǎn)則自身變化AX=0，可推BX=（AH1-AH2）-(BH1-BH2)，即“差值的差”就是垂直變化量。當(dāng)有A、B、C、D多個時，算式變化為：AH1*AS+BH1*BS+ CH1*CS+ DH1*DS= AH2*AS+BH2*BS+ CH2*CS+DH2*DS+(算式1，即所有點(diǎn)變化和為零)AH1-(AH2-AX)= BH1-(BH2-BX)= CH1-(CH2-CX)= DH1-(DH2-DX)(算式2，即每個測點(diǎn)垂直變化量為與基點(diǎn)的“差值的差”)實(shí)際計(jì)算方法：在圖5.1中，先要讀取兩個靜力水準(zhǔn)儀的初讀數(shù)x1和x2，當(dāng)

22、發(fā)生撓度變化時再讀取x1和x2，這樣撓度h=2*x1x1=2*x2x2 同理可以推導(dǎo)出當(dāng)多個靜力水準(zhǔn)串接到一起時的計(jì)算方式，及如下示例。圖5.2 多個靜力水準(zhǔn)式撓度測量系統(tǒng)原理如圖5.2所示，在平衡狀態(tài)，每個靜力水準(zhǔn)計(jì)的液面必然處于同一水平面上，但當(dāng)其中一點(diǎn)或幾點(diǎn)（但基準(zhǔn)點(diǎn)不能動）產(chǎn)生相對豎向位移時，在液體壓差的作用下，靜力水準(zhǔn)計(jì)的液面必然在新的水平面上達(dá)到平衡，從而導(dǎo)致某些液位計(jì)的液面或液體深度發(fā)生改變，通過測量某個點(diǎn)的液體深度及基準(zhǔn)點(diǎn)的液體深度就可計(jì)算出相應(yīng)點(diǎn)的撓度。圖5.2中：1#點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)，撓度不發(fā)生改變或改變非常小（如岸上或橋墩上）。2#、3#、4#為待測點(diǎn)。在初始狀態(tài)測得1#4#點(diǎn)

23、的液體深度為x1 ， x2 ， x3 ， x4則2#4#點(diǎn)相對于1#點(diǎn)的液體深度之差為y2 ， y3 ， y4 其中 yi = xi - x1 i=2，3，4 當(dāng)橋梁受力狀態(tài)改變且靜力水準(zhǔn)計(jì)的液面達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，測得1#4#點(diǎn)的液體深度為x1 ， x2 ， x3， x4則2#4#點(diǎn)相對于1#點(diǎn)的液體深度之差為 y2 ， y3 ， y4其中 yi = xi - x1 i=2，3，4那么2#4#點(diǎn)的撓度為 li = yi - yi i=2，3，4靜力水準(zhǔn)的測量撓度方式要求液面處于同一水平位置，也就是要求靜力水準(zhǔn)儀要安裝在同一水平位置。這個要求對于坡度較大或橋比較長的情況下，是不能實(shí)現(xiàn)的。這樣就要求

24、采取轉(zhuǎn)點(diǎn)的方式，實(shí)現(xiàn)對全橋的撓度測試。轉(zhuǎn)點(diǎn)實(shí)際上就是設(shè)置多條水平線，在線的端點(diǎn)重疊，使得測量的數(shù)據(jù)可以靠重疊點(diǎn)傳遞。箱梁撓度監(jiān)測測點(diǎn)布置方案：根據(jù)結(jié)構(gòu)分析結(jié)果在各跨根據(jù)理論分析計(jì)算結(jié)果確定撓度最大截面位置設(shè)置撓度測點(diǎn)。為增加數(shù)據(jù)對比性，在每個截面均布置兩個測點(diǎn)以相互校核。全橋左右幅共布置撓度測試截面4個，測點(diǎn)8個，測點(diǎn)布置示意圖見圖5.3所示。圖5.3 雙星溝大橋運(yùn)營監(jiān)測撓度測試截面布置示意圖5.2.2大橋運(yùn)營期支座定期檢查方案運(yùn)營期支座發(fā)生破壞時將嚴(yán)重影響橋梁安全，同時影響撓度測試的結(jié)果，為此應(yīng)對支座定期進(jìn)行外觀檢查，觀測支座的外觀及變形以及與箱梁的作用，記錄它們的工作狀態(tài)，用于施測成果的分

25、析。發(fā)現(xiàn)過度疲勞及損壞時要及時更換。觀測頻率通常為每年一次；若施測結(jié)果不正常時要加密觀測頻率。5.3 大橋運(yùn)營期主梁縱向位移監(jiān)測方案運(yùn)營期主梁縱向位移監(jiān)測可通過對兩端伸縮縫寬度變化的適時監(jiān)測來實(shí)現(xiàn)。伸縮縫寬度變化使用智能數(shù)碼測縫計(jì)來進(jìn)行適時監(jiān)測。智能數(shù)碼測縫計(jì)具有如下特點(diǎn)：（1）采用電感調(diào)頻原理設(shè)計(jì)制造，具有高靈敏度、高精度、高穩(wěn)定性、溫度影響小等優(yōu)點(diǎn)，適用于長期觀測。（2）智能數(shù)碼測縫計(jì)內(nèi)置存貯芯片，具有智能記憶功能，出廠時已將傳感器型號、編號、標(biāo)定系數(shù)等參數(shù)永久存貯在傳感器內(nèi)，并可保存600次您所需要的測量結(jié)果，如測量時間、測點(diǎn)溫度（溫度型）、絕對位移值、相對位移值、零點(diǎn)值等。（3）采用全

26、數(shù)字檢測，信號長距離傳輸不失真，抗干擾能力強(qiáng)。（4）絕緣性能良好，防水耐用。（5）配備JMZX-256多點(diǎn)自動綜合遠(yuǎn)程測試系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)無人職守遠(yuǎn)程監(jiān)控。監(jiān)測方案：雙星溝大橋主梁縱向位移監(jiān)測對0號和3號橋臺處伸縮縫寬度進(jìn)行適時監(jiān)測，為增加數(shù)據(jù)對比性，每條伸縮縫設(shè)置3個測點(diǎn)。全橋左右幅共設(shè)置12個測點(diǎn)。5.4 墩身垂直度變化監(jiān)測方案運(yùn)營期墩身垂直度變化監(jiān)測可通過在墩頂箱梁0號塊腹板上安裝1個智能固定式測斜儀進(jìn)行遠(yuǎn)程適時監(jiān)測。智能固定式測斜儀測試原理：固定式測斜儀安裝在一橋梁塔頂，當(dāng)橋梁發(fā)生變形，測斜儀可以測量出塔的兩個相互垂直方向相對于重力軸線的傾角，使用安裝位置的幾何尺寸，就可以計(jì)算出塔X、Y方向

27、的變形，從而達(dá)到監(jiān)測橋塔的目的，如右圖所示。同理固定式測斜也可以安裝到其他結(jié)構(gòu)體上，通過測量結(jié)構(gòu)傾角的變化了解結(jié)構(gòu)的變形。監(jiān)測方案：雙星溝大橋計(jì)劃對1#墩身進(jìn)行垂直度監(jiān)測。全橋左右幅共設(shè)2個監(jiān)測斷面，每個斷面設(shè)1個測點(diǎn)，共2個測點(diǎn)。5.5大橋運(yùn)營期應(yīng)力監(jiān)測方案5.5.1 應(yīng)力監(jiān)測項(xiàng)目（1）監(jiān)測箱梁關(guān)鍵截面正應(yīng)力在運(yùn)營階段是否在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)，并與理論計(jì)算值作對比分析。（2）箱梁關(guān)鍵截面混凝土主應(yīng)力。監(jiān)測箱梁在運(yùn)營后混凝土主應(yīng)力是否在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)，并與理論計(jì)算值作對比分析。5.5.2 箱梁應(yīng)力監(jiān)測截面與測點(diǎn)（1）正應(yīng)力根據(jù)結(jié)構(gòu)受力計(jì)算分析，箱梁正應(yīng)力監(jiān)測截面為各跨跨中截面（最大正彎矩控制截面）

28、和各懸臂根部截面（最大負(fù)彎矩控制截面），全橋左右幅共設(shè)6個斷面。每個控制截面上頂板、底板各布置2個應(yīng)力測點(diǎn)。全橋共布設(shè)24個正應(yīng)力測點(diǎn)。箱梁混凝土正應(yīng)力測試截面布置示意圖見圖5.4，截面測點(diǎn)布置示意圖見圖5.5。圖5.4 雙星溝大橋運(yùn)營監(jiān)測應(yīng)力測試截面布置示意圖圖5.5 朝陽大橋應(yīng)力測試截面測點(diǎn)布置示意圖（2）主應(yīng)力根據(jù)結(jié)構(gòu)受力計(jì)算分析，箱梁主應(yīng)力監(jiān)測截面為距懸臂根部1/2梁高（0號塊梁高）處腹板中間及距現(xiàn)澆段支點(diǎn)1/2梁高（支點(diǎn)梁高）處的腹板中間，全橋左右幅共設(shè)6個斷面。每個斷面設(shè)2個測點(diǎn)，測點(diǎn)布置在截面中性軸高度處腹板內(nèi)側(cè)表面上，全橋共布設(shè)12個主應(yīng)力測點(diǎn)。主應(yīng)力監(jiān)測以表貼式應(yīng)變計(jì)進(jìn)行控制

29、截面主拉應(yīng)力（應(yīng)變）數(shù)據(jù)采集，傳感器布置按應(yīng)變花布置，如圖5.6所示。圖5.6 主應(yīng)力測點(diǎn)示意圖5.5.3 測試方法主梁應(yīng)力（包括正應(yīng)力和主應(yīng)力）監(jiān)測采用表面智能數(shù)碼弦式應(yīng)變計(jì)進(jìn)行遠(yuǎn)程適時數(shù)據(jù)采集。表面智能數(shù)碼弦式應(yīng)變計(jì)特點(diǎn)：（1）采用振弦理論設(shè)計(jì)制造，具有高靈敏度、高精度、高穩(wěn)定性的優(yōu)點(diǎn)，適于長期觀測。（2）弦式傳感器內(nèi)置高性能激振器，采用脈沖激振方式激振，測試速度快、鋼弦振動穩(wěn)定、可靠。頻率信號長距離傳輸不失真，抗干擾能力強(qiáng)。（3）智能弦式傳感器（AT、A型）內(nèi)置智能芯片，全數(shù)字檢測，具有智能記憶功能。傳感器中能存貯傳感器型號、電子編號、標(biāo)定系數(shù)、出產(chǎn)日期等參數(shù)。其中“電子編號”功能，能防

30、止因傳感器導(dǎo)線被剪或?qū)Ь€編號丟失后，致使無法使用的現(xiàn)象。使用儀表測量，能自動識別傳感器，并讀取存儲在傳感器中的標(biāo)定系數(shù)，自動轉(zhuǎn)換為目標(biāo)物理量值。測量保存時傳感器能同時備份最近800次的測量值。（4）編碼溫度應(yīng)變計(jì)（BT型）內(nèi)置編碼溫度計(jì)，具有唯一電子編碼，可通過儀器讀取編號，簡化工程現(xiàn)場的編號工作，防止編號丟失、混淆等問題。（5）應(yīng)變計(jì)結(jié)構(gòu)性能良好，防水耐用。（6）配備綜合測試儀即可直接顯示物理量值，也可顯示振弦頻率（Hz），測量直觀、簡便、快捷。對于帶電子編號的傳感器，能真正“無紙化”測試。即對現(xiàn)場數(shù)據(jù)，儀器電子保存，儀器傳輸?shù)诫娔X形成電子文件。（7）配接自動綜合采集系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)無人自動測量。

31、（8）應(yīng)變計(jì)內(nèi)置溫度傳感器可直接測量測點(diǎn)溫度（溫度型），測試人員可對應(yīng)變值進(jìn)行溫度修正。智能弦式傳感器技術(shù)參數(shù)（1）后綴型號：AT（智能溫度型）、A（智能型）、BT（編碼溫度型）、B（基本頻率型）（2）應(yīng)變量程：1500（3）應(yīng)變測量精度：0.5F.S.（4）應(yīng)變分辨率：0.05F.S.（1）（5）測量標(biāo)距：128mm（6）使用環(huán)境溫度：-1070（7）溫度測量范圍：-20110（8）溫度測量精度： 1（AT、BT型）5.6 大橋運(yùn)營期結(jié)構(gòu)振動特性監(jiān)測方案根據(jù)結(jié)構(gòu)動力分析結(jié)果，確定結(jié)構(gòu)的前三階振型圖中的最大振幅位置分別安裝測振傳感器進(jìn)行振動特性監(jiān)測（頻率、阻尼比、沖擊系數(shù)等）。每個振型設(shè)置1個

32、測點(diǎn)。全橋左右幅共設(shè)置6個測點(diǎn)。6、大橋運(yùn)營環(huán)境狀態(tài)的監(jiān)測6.1溫度狀態(tài)監(jiān)測在具有代表性的地方設(shè)置溫度傳感器（箱外），觀測施測時的外界環(huán)境，用于施測成果的分析。應(yīng)變傳感器均為帶溫度測量的智能記憶型表面應(yīng)變計(jì)，箱內(nèi)溫度測量與應(yīng)變測量可以同時進(jìn)行。JMT-36X型溫度傳感器是一種高精度、高穩(wěn)定性、高可靠性、防潮及絕緣性良好的新型傳感器?？蓮V泛應(yīng)用于石油、化工、能源、交通、鐵路、建筑等行業(yè)中的溫度測量，配合JMZX系列自動化測試系統(tǒng)可作多點(diǎn)溫度場的定時自動循環(huán)檢測。全橋共設(shè)4個測點(diǎn)。6.2交通量監(jiān)測交通量監(jiān)測可根據(jù)鄰近收費(fèi)站的資料進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)分析。7、大橋定期外觀技術(shù)狀況檢測在前期準(zhǔn)備工作中，需要對

33、橋梁當(dāng)前外觀技術(shù)狀況進(jìn)行詳細(xì)的檢查與評定。檢查評定的內(nèi)容、方法依據(jù)公路橋梁養(yǎng)護(hù)規(guī)范的橋梁定期檢查執(zhí)行。7.1橋面系檢測方案（1）主要檢測內(nèi)容： 橋面鋪裝層縱、橫坡是否順適，有無嚴(yán)重的裂縫（龜裂、縱橫裂縫）、坑槽、波浪、橋頭跳車、防水層漏水。 伸縮縫是否有異常變形、破損、脫落、漏水，是否造成明顯的跳車。 人行道構(gòu)件、欄桿、護(hù)欄有無撞壞、斷裂、錯位、缺件、剝落、銹蝕等。 橋面排水是否順暢，泄水管是否完好、暢通，橋頭排水溝功能是否完好，錐坡有無沖蝕、塌陷。（2）檢測方案 橋面鋪裝縱、橫坡檢測采用水準(zhǔn)儀測量斷面高程，斷面劃分對于空心板橋按跨徑分為4等分，對于連續(xù)剛構(gòu)橋按每5米一個斷面進(jìn)行劃分。根據(jù)實(shí)測

34、高程繪制縱斷面圖和橫斷面圖，對于縱斷面圖進(jìn)行線形擬合并與該橋竣工時的高程進(jìn)行對比以分析主梁結(jié)構(gòu)是否發(fā)生了下?lián)喜⒃u估下?lián)蠈蛄航Y(jié)構(gòu)的影響。裂縫采用全自動裂縫測寬儀檢測寬度，采用裂縫測深儀檢測裂縫深度，采用鋼卷尺測量裂縫相對位置，并繪制裂縫分布示意圖，對于典型裂縫同時進(jìn)行影像資料采集?？硬鄄捎弥背吲浜箱摼沓邷y量坑槽深度，采用鋼卷尺測量范圍和相對位置，并繪制坑槽分布示意圖，對于典型坑槽同時進(jìn)行影像資料采集。波浪、橋頭跳車采用三米直尺配合鋼卷尺測量平整度，并用鋼卷尺測量其范圍及相對位置，并繪制波浪、橋頭跳車分布示意圖，對于典型波浪、橋頭跳車同時進(jìn)行影像資料采集。防水層漏水檢測結(jié)合橋面鋪裝裂縫檢測和主梁

35、結(jié)構(gòu)表面裂縫滲水檢測情況進(jìn)行綜合判斷和評定。 伸縮縫采用三米直尺測量其平整度以判斷其是否造成明顯跳車，并目測其是否有異常變形、破損、脫落、漏水等病害。對于典型病害同時進(jìn)行影像資料采集。 護(hù)欄外觀病害主要通過目測確定性質(zhì)，必要時采用鋼卷尺測量其范圍及相對位置，并判斷其病害對行車安全的影響程度。對于典型病害同時進(jìn)行影像資料采集。 橋面排水系統(tǒng)主要采用目測泄水管是否完好暢通，橋頭排水溝功能是否完好，錐坡橋頭護(hù)岸有無沖蝕、塌陷等病害，結(jié)合橋面縱、橫斷面線形測量結(jié)果判斷橋面排水是否順暢，橋面是否產(chǎn)生積水等病害。對于典型病害同時進(jìn)行影像資料采集。7.2上部結(jié)構(gòu)7.2.1 支座檢查（1）主要檢測內(nèi)容 采用目

36、測方法對支座型號、組件是否完好、清潔，有無斷裂、錯位、脫空進(jìn)行檢查，并詳細(xì)記錄。 對活動支座是否靈活，實(shí)際位移量是否正常，固定支座的錨銷是否完好。 支承墊石是否有裂縫。 支座是否老化、開裂，固定螺栓是否剪斷，螺母是否松動，鋼盆外露部分是否銹蝕，防塵罩是否完好，有無過大的剪切變形或壓縮變形，各夾層鋼板之間是否滑出鋼板。 記錄、標(biāo)記檢查到的異常現(xiàn)象，采用剪切變形簡便測尺檢查支座的縱向和橫向變形，并詳細(xì)記錄。（2）檢測方案 支座病害必須利用專用檢測車所形成的檢測平臺對主梁病害進(jìn)行近距離檢測； 支座檢測主要采用目測的方式確定病害類型，對于目測無法看到的部位，采用高像素的攝像頭配合計(jì)算機(jī)進(jìn)行掃描觀測。平

37、面位移采用鋼卷尺測量； 對于典型病害同時進(jìn)行影像資料采集； 由于支座數(shù)量眾多，因此必須對全部支座進(jìn)行編號，所采集的影像資料也應(yīng)進(jìn)行編號管理。7.2.2上部結(jié)構(gòu)主梁主要承重構(gòu)件檢查采用近距離檢查平臺，檢查主梁是否有變形過大情況；檢查上部結(jié)構(gòu)缺損、開裂、滲水等病害；檢查伸縮縫下的梁（板）端頭是否存在漏水，端頭混凝土劣變的情況，并做詳細(xì)記錄。（1）主要檢測內(nèi)容 梁端頭、底面是否損壞，箱型梁內(nèi)是否有積水，通風(fēng)是否良好。 混凝土有無裂縫、滲水、表面風(fēng)化、剝落、露筋和鋼筋銹蝕，有無堿集料反應(yīng)引起的整體龜裂現(xiàn)象。混凝土表面有無嚴(yán)重碳化。 預(yù)應(yīng)力錨固區(qū)段混凝土有無開裂，沿預(yù)應(yīng)力筋混凝土表面有無縱向裂縫。 梁式

38、結(jié)構(gòu)的跨中、支點(diǎn)、剛構(gòu)的固結(jié)處，混凝土是否開裂、缺損和出現(xiàn)鋼筋銹蝕。（2）檢測方案 主梁病害必須利用專用檢測車所形成的檢測平臺對主梁病害進(jìn)行近距離檢測； 結(jié)合結(jié)構(gòu)分析確定結(jié)構(gòu)受力控制截面，對受力控制截面要進(jìn)行重點(diǎn)檢測； 外觀表面病害（滲水、表面風(fēng)化、剝落、非結(jié)構(gòu)裂縫等）采用鋼卷尺測量其范圍及相對位置； 對于結(jié)構(gòu)裂縫采用全自動裂縫測寬儀檢測寬度，采用裂縫測深儀檢測裂縫深度； 混凝土缺損、蜂窩、孔洞等病害當(dāng)深度較大時直接采用鋼卷尺測量，深度較小時采用砼碳化深度測量儀測其深度； 對于典型病害同時進(jìn)行影像資料采集； 對結(jié)構(gòu)控制截面出現(xiàn)的病害應(yīng)結(jié)合結(jié)構(gòu)受力分析評價其對結(jié)構(gòu)安全的影響程度，并給出是否需要進(jìn)

39、行加固或改造的建議。鋼筋銹蝕采用鋼筋銹蝕儀進(jìn)行檢測；7.3下部結(jié)構(gòu)檢查（1）主要檢測內(nèi)容下部結(jié)構(gòu)主要檢查墩臺身、臺帽、基礎(chǔ)等。檢查要點(diǎn)有： 墩臺及基礎(chǔ)有無滑動、傾斜、下沉。 臺背填土有無沉降或擠壓隆起。 混凝土墩臺是否有風(fēng)化、開裂、剝落、露筋等。 墩臺頂面是否清潔，伸縮縫處是否漏水。 基礎(chǔ)下是否發(fā)生不許可的沖刷或掏空現(xiàn)象，擴(kuò)大基礎(chǔ)的地基有無侵蝕。樁基礎(chǔ)頂段在水位漲落、干濕交替變化處有無沖刷磨損、頸縮、露筋，有無環(huán)狀凍裂，是否受到污水、咸水或生物的腐蝕。（2）檢測方案 墩臺及基礎(chǔ)是否滑動、下沉或凍拔主要應(yīng)觀測基礎(chǔ)周圍地表是否發(fā)生規(guī)則的裂縫并結(jié)合經(jīng)緯儀測量其垂直度、水準(zhǔn)儀測量其高程變化值來進(jìn)行綜合

40、判斷； 墩臺帽梁病害結(jié)合專用檢測車進(jìn)行近距離觀測，并用鋼卷尺測量其范圍及相對位置，對于典型病害同時進(jìn)行影像資料采集； 基礎(chǔ)沖刷或淘空應(yīng)采用長直桿或鉛鍾進(jìn)行觸探測量，對于深水基礎(chǔ)必要時應(yīng)采用潛水的方式用水下攝像機(jī)進(jìn)行影像資料采集，并結(jié)合墩身垂直度檢測和橋面線形檢測結(jié)果進(jìn)行綜合分析確定。7.4抗震設(shè)施檢查（1）主要檢測內(nèi)容抗震設(shè)施主要檢查橋梁的抗震擋塊、抗震錨栓等。檢查要點(diǎn)有： 橋梁是否設(shè)有抗震設(shè)施，如抗震擋塊、抗震錨栓等。 抗震擋塊是否有破損、開裂、缺損等。 抗震性能是否過薄，如抗震擋塊過薄、高度過低、距離過遠(yuǎn)。（2）檢測方案 抗震擋塊、抗震錨栓病害結(jié)合專用檢測車進(jìn)行近距離觀測，并用鋼卷尺測量其

41、范圍及相對位置，對于典型病害同時進(jìn)行影像資料采集； 抗震性能是否過薄應(yīng)結(jié)合理論分析計(jì)算確定，如抗震擋塊過薄、高度過低、距離過遠(yuǎn)。7.5附屬設(shè)施檢查（1）主要檢測內(nèi)容 翼（耳）墻檢查觀察翼（耳）墻是否開裂、傾斜、滑移、沉陷，有無降低或喪失擋土能力的病害。 錐、護(hù)坡檢查主要觀察錐坡、護(hù)坡是否有沖刷、滑脫、坍塌、脫空、沉陷等病害。 調(diào)治構(gòu)造物檢查檢查調(diào)治構(gòu)造物是否完好，功能是否得當(dāng)，河床是否有沖淤或漂浮物堵塞。（2）檢測方案 外觀表面病害（滲水、表面風(fēng)化、剝落、非結(jié)構(gòu)裂縫等）采用鋼卷尺測量其范圍及相對位置； 對于結(jié)構(gòu)裂縫采用全自動裂縫測寬儀檢測寬度，采用裂縫測深儀檢測裂縫深度； 混凝土缺損、蜂窩、孔

42、洞等病害當(dāng)深度較大時直接采用鋼卷尺測量，深度較小時采用砼碳化深度測量儀測其深度； 對于典型病害同時進(jìn)行影像資料采集； 對出現(xiàn)的病害應(yīng)評價其對結(jié)構(gòu)安全的影響程度，并給出是否需要進(jìn)行加固或改造的建議。7.6 檢測頻率在進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測實(shí)施前需對全橋進(jìn)行第一次全面的外觀技術(shù)狀況檢測，以后每年進(jìn)行一次，全橋共4次。根據(jù)遠(yuǎn)程適時監(jiān)測情況，必要時再進(jìn)行增補(bǔ)檢測。8、大橋耐久性監(jiān)測實(shí)施技術(shù)方案耐久性是結(jié)構(gòu)使用功能的體現(xiàn)。橋梁的耐久性是指橋梁在正常設(shè)計(jì)、施工并在設(shè)計(jì)預(yù)定的環(huán)境中正常使用，無需經(jīng)過昂貴的維修加固，能在保持預(yù)定使用功能的條件下，達(dá)到設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期的程度。在役預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁，受到氣候環(huán)境等自然因素的影響，

43、材料逐漸老化，同時遭受日益增加的汽車重載作用損傷使構(gòu)件力學(xué)性能不斷衰減。隨著高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力的廣泛應(yīng)用，使橋梁結(jié)構(gòu)越來越薄，這就更加需要注意由于結(jié)構(gòu)的耐久性不足而導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)失效。國內(nèi)目前橋梁設(shè)計(jì)中，沒有進(jìn)行專門的耐久性設(shè)計(jì)。這在一定程度上導(dǎo)致了結(jié)構(gòu)使用性能差、使用壽命短等不良后果。在大規(guī)模建設(shè)后，為確保大型橋梁的結(jié)構(gòu)安全，對在役預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁通過對混凝土材料、混凝土品質(zhì)、鋼筋位置、鋼筋腐蝕、 裂縫深度和預(yù)應(yīng)力筋的檢測來評價特殊復(fù)雜的橋梁建成后的安全性或耐久性顯得更為重要。8.1鋼筋混凝土成品檢測試驗(yàn)超聲波在各種不同的介質(zhì)中的傳遞速度不一樣，其波速與介質(zhì)的密度有關(guān)，而密度與強(qiáng)度有關(guān)，此為另一種以非

44、直接方式來求得混凝土強(qiáng)度的方法。一般水泥與砂、石、水分等混合后即起化學(xué)反應(yīng)，因此其化學(xué)成分一直在改變，其密度及其強(qiáng)度也一直在變，因此經(jīng)過其中的波速也一直在變，如能測量出波速及其與強(qiáng)度間的關(guān)系，則只要能測量出其波速即可求出其強(qiáng)度。同時在現(xiàn)場只要能知道實(shí)際的厚度（波傳距離），也可用超場波測出波傳遞的時間，再計(jì)算得出波速，并推算混凝土的強(qiáng)度或品質(zhì)，當(dāng)使用超場波來量測混凝土強(qiáng)度時，以下幾點(diǎn)現(xiàn)象需加以注意：（1）混凝土是由水化后的水泥、砂及碎石所組成，因此超場波通過混凝土?xí)r，必須通過此三種材料。由波速法知，超場波通過混凝土的需的時間，即為通過三種材料時間的總合，而通過的長度比為此三種材料的體積從；其次由

45、兩回波（Echo）之間的振幅大小也可了解，當(dāng)超場波通過混凝土?xí)r，必須經(jīng)過水泥漿、砂及碎石之間的界面，而由于砂的體積較小，因此影響并不大，但碎石體積較大且有非常不規(guī)則的開頭與水泥漿的結(jié)合容易形成微小孔隙，故其衰減量較大。（2）混凝土的齡期與波速的關(guān)系猶如與強(qiáng)度的關(guān)系。但事實(shí)上砂與碎石的波速不因齡期的增加而改變，所以混凝土波速隨齡期的增加，完全決定于混凝土的發(fā)展趨勢。（3）裂縫是場能發(fā)散的一項(xiàng)主因。因此，在混凝土試樣中，可由回波的振幅大小明顯的探測出混凝土的完整與否，故回波振幅的衰減對于混凝土品質(zhì)的檢測而言，是一項(xiàng)重要的指針。（4）混凝土中的孔洞，會使超聲波繞著孔洞外圍行進(jìn)，因而增加了通行時間，并

46、使回波振幅的衰減量大增；而蜂巢的存在對于波速并無任何影響，但若使用回波振幅的衰減確實(shí)地檢測出蜂巢的位置，因小孔洞的存在使超聲波的衰減量增加，而可在回波振幅衰減上顯示出其位置。故回波的振幅不論在孔洞或蜂巢的檢測上均是不錯的量測工作。（5）應(yīng)用超聲波檢測技術(shù)除了探頭的選擇（頻率、尺寸、折射角）及配置、檢測參數(shù)的設(shè)定外，在執(zhí)行掃描之后信號的評估也是一個重要的階段，因此惟有了解缺陷的量測誤差分析與缺陷影像的判讀，才能正確地判斷檢測結(jié)果。（6）水泥與砂、石、水分等混合后即起發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其化學(xué)反應(yīng)一直在變，其密度也一直在改變，因此其中的聲速一直跟著在變，如能預(yù)知其聲速與其強(qiáng)度的關(guān)系，則通過測出其聲速即可

47、推估其強(qiáng)度。（7）若以此方法使用在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物，需先利用鋼筋位置探測儀找出鋼筋的位置，量測時要避開鋼筋位置，以避免量測波速會受到鋼筋的影響。（8）超聲波的位移傳感器的表面與混凝土表面的接觸面要非常緊密，如此超聲波才不易衰減。通常在接口處涂上耦合劑，來避免超聲波接觸空氣造成的衰減。（9）結(jié)合雙星溝大橋的特點(diǎn)，本項(xiàng)目的檢測按5%的成橋塊段數(shù)用超聲-回彈綜合法評價混凝土的質(zhì)量。（10）檢測頻率和外觀技術(shù)狀況檢測一致。 8.2 裂縫遠(yuǎn)程適時監(jiān)測在大橋進(jìn)行運(yùn)營期監(jiān)測前，首先對全橋外觀病害（主要為結(jié)構(gòu)受力控制截面結(jié)構(gòu)裂縫）進(jìn)行全面檢查并統(tǒng)計(jì)分類；然后對其中控制截面的主要結(jié)構(gòu)裂縫選擇有代表性的進(jìn)行運(yùn)營期

48、遠(yuǎn)程適時監(jiān)測；最后，通過定周期外觀檢查確定既有裂縫發(fā)展過程監(jiān)測與新增裂縫補(bǔ)充監(jiān)測的內(nèi)容。結(jié)構(gòu)裂縫分跨中底板下緣橫向正彎矩結(jié)構(gòu)裂縫、懸臂根部及現(xiàn)澆段腹板主受拉斜裂縫、底板和頂板縱向裂縫。根據(jù)外觀檢查結(jié)果分別對以上三種類型的裂縫每孔各選取1條有代表性的典型裂縫進(jìn)行運(yùn)營期遠(yuǎn)程適時監(jiān)測。全橋計(jì)劃選取14條裂縫監(jiān)測測點(diǎn)。裂縫采用智能數(shù)碼測縫計(jì)進(jìn)行遠(yuǎn)程適時監(jiān)測。8.3 混凝土中性化深度試驗(yàn)混凝土中的氫氧化鈣遇水后，會解離為鈣離子及氫氧離子，所以混凝土的pH值一般為1214，在此酸堿度下鋼筋表面會形成一層具有保護(hù)性鈍化膜。然而空氣中的酸性物質(zhì)（如二氧化碳、二氧化硫等）會降低混凝土的堿度，其原先的pH值會降到

49、79左右，這就是混凝土的中性化。中性化不僅使混凝土失去保護(hù)鋼筋的作用，且破壞鋼筋表面的鈍化膜，使鋼筋在低堿的環(huán)境下產(chǎn)生銹蝕。中性化的另一作用會加速混凝土的收縮，產(chǎn)生龜裂與結(jié)構(gòu)破壞，對橋梁結(jié)構(gòu)體的影響更值得注意與防護(hù)。測定混凝土中性化深度及中性化區(qū)域最簡便也最常用的方法為酚酞試劑測試，是在現(xiàn)場所鉆取的混凝土試樣或敲除的混凝土，放置于干燥室讓試樣自然干燥后，再將混凝土表面上噴灑酚酞指示劑，觀察指示劑顏色的變化，以判斷其中性化深度，該試劑在pH值在8.5以上的堿性環(huán)境中會變?yōu)榧t色，而pH值在小于8.5的環(huán)境下則為無色，實(shí)際測定則以剖面的分界點(diǎn)來判定中性化程度。一般在維修時，就用此方法來判定應(yīng)敲除混凝

50、土劣化區(qū)域與決定修復(fù)范圍，但中性化深度量測時最容易產(chǎn)生誤差有兩個，第一是指示劑不能放太久否則混凝土變色不易，第二是混凝土試樣取出后不能和空氣接觸太久，否則試樣表面混凝土均已中性化就無從判斷混凝土中性化的深度?；炷林行曰瘻y試頻率和外觀技術(shù)狀況檢測一致。8.4 鋼筋銹蝕狀態(tài)測試鋼筋銹蝕嚴(yán)重影響著橋梁的承載能力，加速橋梁的損壞，一般選擇鋼筋可能存在銹蝕的部位應(yīng)進(jìn)行鋼筋銹蝕監(jiān)測，采用鋼筋銹蝕儀進(jìn)行監(jiān)測。本方案擬定每年進(jìn)行一次鋼筋銹蝕檢測。鋼筋銹蝕監(jiān)測主要的原則與方法如下：（1）鋼筋銹蝕狀況的監(jiān)測范圍應(yīng)為主要承重構(gòu)件或承重構(gòu)件的主要受力部位，或根據(jù)一般檢查結(jié)果有跡象表明鋼筋可能存在銹蝕的部位。（2）對

51、外觀檢查發(fā)現(xiàn)梁（板）構(gòu)件主要受力部分存在以下情況時，需進(jìn)行鋼筋銹蝕狀況的監(jiān)測： 當(dāng)發(fā)現(xiàn)構(gòu)件主要受力部分主筋位置處存在沿梁縱向有水平裂縫時。 當(dāng)構(gòu)件主筋位置處檢查的碳化深度大于原設(shè)計(jì)混凝土保護(hù)層厚度時。 根據(jù)檢查表明鋼筋有如銹跡、銹脹等銹蝕跡象時。（3）鋼筋銹蝕狀況監(jiān)測采用半電池電位法進(jìn)行。（4）每個測區(qū)上布置測試網(wǎng)格，網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)為測點(diǎn)，網(wǎng)格間距采用20cm20cm，30cm30cm，20cm10cm不等，根據(jù)構(gòu)件尺寸而定，測點(diǎn)位置距構(gòu)件邊緣大于5cm，一個測區(qū)不少于20個測點(diǎn)。9、大橋健康狀態(tài)及承載能力評估9.1大橋健康狀態(tài)評估系統(tǒng)評估系統(tǒng)工作流程如圖9.1所示。圖9.1大橋健康狀態(tài)評估系統(tǒng)工作

52、路線框圖監(jiān)測的最終目的是進(jìn)行合理有效的評估，為養(yǎng)護(hù)管理的科學(xué)決策提供依據(jù)。評估的內(nèi)容和主要依據(jù)為現(xiàn)行交通部頒公路橋梁養(yǎng)護(hù)規(guī)范（2004）等技術(shù)規(guī)程和有關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范要求。評估按性質(zhì)初步可劃分為四方面內(nèi)容： 整體狀態(tài)評估：主要評價橋梁各主要構(gòu)件的承載能力、構(gòu)件應(yīng)力、構(gòu)件剛度、結(jié)構(gòu)性損傷、主要構(gòu)件承載能力的弱化以及橋梁功能性的退化等。 安全性評估：安全性指結(jié)構(gòu)應(yīng)能承受正常施工和正常使用時可能出現(xiàn)的各種荷載、外加變形等的作用，在偶然事件發(fā)生后，能保證整體穩(wěn)定性，不致倒塌。安全性評估指主要針對橋梁各主要構(gòu)件的承載能力、構(gòu)件應(yīng)力、構(gòu)件剛度、結(jié)構(gòu)性損傷等進(jìn)行評估。 耐久性評估：耐久性指結(jié)構(gòu)在正常維護(hù)下，隨時

53、間變化仍能滿足預(yù)定功能要求，如銹蝕而影響壽命等。耐久性評估指主要針對橋梁各主要構(gòu)件的耐久性損傷(如：混凝土裂縫及腐蝕、混凝土保護(hù)層損傷及碳化深度、氯離子含量、鋼構(gòu)件的銹蝕、構(gòu)件的疲勞損傷等)進(jìn)行評估。 適用性評估：適用性指結(jié)構(gòu)在正常使用荷載下，應(yīng)具有良好的工作性能。如不發(fā)生影響結(jié)構(gòu)正常使用的過大的變形等。適用性評估即功能性評估，主要針對橋梁的功能性損傷進(jìn)行評估，如過大振動、線形不平順、接頭跳車、結(jié)構(gòu)開裂、附屬設(shè)施損傷以及過大變形等。 結(jié)構(gòu)安全性與耐久性之間界限不是很明顯，其某些評估指標(biāo)相互重疊，結(jié)構(gòu)的耐久性問題最終將影響安全性問題。而適用性可作為一項(xiàng)輔助評估項(xiàng)目。安全性、耐久性、適用性的綜合評

54、估構(gòu)成橋梁整體狀態(tài)評估。 大型橋梁工程結(jié)構(gòu)是一個復(fù)雜系統(tǒng)，影響其質(zhì)量和使用功能的因素眾多，這些因素與橋梁工程質(zhì)量和使用功能之間的關(guān)系錯綜復(fù)雜，絕大多數(shù)不能定量地用一個函數(shù)關(guān)系表達(dá)，過去只能靠專家經(jīng)驗(yàn)來分析、判斷。這樣眾多的因素若不加任何處理就來分析它們與使用功能間的關(guān)系，即使對于經(jīng)驗(yàn)豐富的專家來說也有困難。這時，有必要把結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)評估這樣的復(fù)雜問題分解為相對簡單的多層子問題或指標(biāo)，進(jìn)行分析和評估。目前的評估方法有層次分析法（Analytical Hierarchy Process）、變權(quán)綜合原理及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等。 9.1.1 橋梁評估的方法目前橋梁安全性評估有以下5種方法：（1）根據(jù)外觀調(diào)查進(jìn)

55、行評定的方法：通過有經(jīng)驗(yàn)的橋梁技術(shù)人員對既有橋梁進(jìn)行全面檢測，根據(jù)用文字描述和定量檢測結(jié)果對橋梁質(zhì)量進(jìn)行分類、評定。（2）根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范的方法，通過實(shí)測材料性能，結(jié)構(gòu)幾何尺寸，支承條件，外觀缺陷及通行荷載，按照橋梁結(jié)構(gòu)的計(jì)算理論來評定承載能力。（3）根據(jù)荷載實(shí)驗(yàn)的評定方法：在對橋梁進(jìn)行現(xiàn)場荷載試驗(yàn)后，結(jié)合理論分析手段，對橋梁進(jìn)行診斷識別，建立橋梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作模型，進(jìn)而根據(jù)這個模型確定橋梁的實(shí)際承載能力。（4）根據(jù)專家的經(jīng)驗(yàn)評定方法：利用橋梁專家的知識和經(jīng)驗(yàn)通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對橋梁的安全性進(jìn)行評估。由于橋梁在設(shè)計(jì)、施工和管理等方面存在不確定性，使得研究橋梁專家系統(tǒng)面臨許多困難。在對具體數(shù)據(jù)處理時，衍

56、生出很多不同的方法，如常規(guī)綜合評價法、模糊綜合評價法、灰色關(guān)聯(lián)度評價法、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法和特爾斐專家評估法等等。（5）根據(jù)結(jié)構(gòu)可靠度理論的評定方法：該方法是在確保用最少費(fèi)用達(dá)到容許安全等級，從而有效利用資金。對于既有橋梁結(jié)構(gòu)，其荷載和抗力都是不確定的、隨時間變化的隨機(jī)過程。隨著工作荷載的增加及結(jié)構(gòu)破損，橋梁結(jié)構(gòu)可靠度隨時間逐漸減小。該方法目前還不成熟。在本橋監(jiān)測評估系統(tǒng)中，我們采用變權(quán)綜合評估法，其主要內(nèi)容是： 確定評估對象，建立各種對象之間的遞階層次關(guān)系； 根據(jù)層次分析法（AHP）確定權(quán)重； 利用均衡函數(shù)確定權(quán)重。采用層次分析法將影響橋梁工作狀態(tài)的各種因素調(diào)理化、層次化，把對某個狀態(tài)影響程度相

57、近或比較緊密的因素放在一起，形成一個層，建立多層的層次關(guān)系綜合評估體系；通過對評價指標(biāo)的無量綱化處理，將結(jié)構(gòu)檢測、表觀調(diào)查等不同類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合，實(shí)現(xiàn)了對預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁狀態(tài)的綜合評估；通過變權(quán)方式，實(shí)現(xiàn)了根據(jù)各指標(biāo)的退化情況調(diào)整指標(biāo)權(quán)重，達(dá)到了客觀評估結(jié)構(gòu)狀態(tài)的目的；通過加權(quán)綜合的方法由底層指標(biāo)得到上層指標(biāo)的狀態(tài)，逐層綜合，得到整個橋梁的狀態(tài)。最終建立了基于層次分析法的大跨預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁狀態(tài)變權(quán)綜合評估方法和理論。對橋梁的狀態(tài)評估管理具有重要的理論意義和工程實(shí)用價值。9.1.1.1 層次分析法層次分析法（Analytic Hierarchy Process，簡稱AHP）最早由美國運(yùn)籌學(xué)家

58、T. L. Saaty 教授于70年代初期提出。許多具有復(fù)雜因素的技術(shù)問題，往往很難用定量的模型來分析，因?yàn)槠渲兴亩ㄐ砸蛩睾芏?。表觀檢測信息中就包含了許多定性的因素（破損程度、銹蝕程度等等），難以用一種確定的物理模型來分析，即便是一些定量的監(jiān)測數(shù)據(jù)（應(yīng)力、撓度等）也因?yàn)楫?dāng)前損傷識別評估理論的不成熟而在綜合評估中也只能用來作定性地分析。用層次分析法則能通過建立所謂的判斷矩陣的過程，逐步分層將眾多的復(fù)雜因素和決策者的個人偏好綜合起來，進(jìn)行邏輯思維，然后用定量的形式表示出來，從而使決策者能對復(fù)雜問題做到心中有數(shù)，進(jìn)而作出正確的決策。橋梁結(jié)構(gòu)評估本身是一種復(fù)雜的決策問題。因此，層次分析法在橋梁結(jié)

59、構(gòu)評估中得到了廣泛的應(yīng)用。層次分析法的基本原理與步驟：人們在進(jìn)行社會的、經(jīng)濟(jì)的以及科學(xué)管理領(lǐng)域問題的系統(tǒng)分析中，面臨的常常是一個由相互關(guān)聯(lián)、相互制約的眾多因素構(gòu)成的復(fù)雜而往往缺少定量數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。層次分析法為這類問題的決策和排序提供了一種新的、簡潔而實(shí)用的建模方法。運(yùn)用層次分析法建模，大體上可按下面四個步驟進(jìn)行：（ = 1 * roman i）建立遞階層次結(jié)構(gòu)模型；（ = 2 * roman ii）構(gòu)造出各層次中的所有判斷矩陣；（ = 3 * roman iii）層次單排序及一致性檢驗(yàn)；（ = 4 * roman iv）層次總排序及一致性檢驗(yàn)。下面分別說明這四個步驟的實(shí)現(xiàn)過程。（1） 遞階層次結(jié)

60、構(gòu)的建立與特點(diǎn)應(yīng)用AHP分析決策問題時，首先要把問題條理化、層次化，構(gòu)造出一個有層次的結(jié)構(gòu)模型。在這個模型下，復(fù)雜問題被分解為元素的組成部分。這些元素又按其屬性及關(guān)系形成若干層次。上一層次的元素作為準(zhǔn)則對下一層次有關(guān)元素起支配作用。這些層次可以分為三類：（ = 1 * roman i）最高層：這一層次中只有一個元素，一般它是分析問題的預(yù)定目標(biāo)或理想結(jié)果，因此也稱為目標(biāo)層。（ = 2 * roman ii）中間層：這一層次中包含了為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)所涉及的中間環(huán)節(jié)，它可以由若干個層次組成，包括所需考慮的準(zhǔn)則、子準(zhǔn)則，因此也稱為準(zhǔn)則層。（ = 3 * roman iii）最底層：這一層次包括了為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)可