方案背景
1.数量众多,2017年桥梁达83.25万座,成为走出去的新名片
桥梁是铁路公路交通的重要组成部分,在我国交通运输网中发挥着不可代替的作用。据报道,2017年年末全国公路桥梁达到83.25万座,5225.62万米。在世界上已建成的主跨跨径最大的前10座斜拉桥、悬索桥、拱桥和梁式桥中,我国分别占有7座、6座、6座和5座。中国的桥梁事业已融入了世界桥梁事业的整体发展格局,正在成为中国“走出去”的新名片。
2.病桥危桥,40%服役超过20年,三、四类病桥梁达30%,危桥超10万座
安全是桥梁走向世界的前提。桥梁结构自身的自然老化,使桥梁在寿命周期必然发生结构状态的退化,同时车辆超载对桥梁健康造成的不良影响,若不采取定期检查、养护等管理措施,将会给社会安全带来巨大损失,造成不良社会影响。据不完全统计,目前我国公路路网中在役桥梁约40%服役超过20年,技术等级为三、四类的带病桥梁达30%,超过10万座桥为危桥。
因此加强桥梁的养护管理势在必行。桥梁的安全检测和健康监测是桥梁养护管理工作的重要前提,是桥梁预防性养护的重要内容,对桥梁安全运营以及中国桥梁走向世界具有重要的意义。
3.典型案例与事件
2017年初,一则“凌波大桥安装高科技监测设备,大桥‘生了病’自动“请医生”的新闻在网上热搜。据悉,洛阳凌波大桥建成于2009年,是洛阳首座双塔双索面斜拉式大桥,距今已有10年,大桥管理方对大桥进行常规健康监测,发现人眼无法察觉到的潜在隐患,以此为依据给桥梁做预防性养护。
2019年10月10日晚,无锡市境内312国道上跨锡港路高架桥出现桥面侧翻,3辆小车被压,交通中断,造成巨大的不良社会影响。据初步判断,桥梁坍塌的直接原因是车辆超载,但背后折射出的是对桥梁安全检查重视的不足和养护管理不到位等深层原因。
方案设计
采用各类先进传感器,科学选择监测部位和检测项 ,覆盖桥梁结构(应变、沉降、位移、倾斜、索力、裂缝等)、材料(腐蚀等)、环境(风速风向、降雨、湿度等)、动态(称重、振动等)等多方面综合监测;纯无线的系统设计,单一桥梁的监测项监测点可随时扩展,紧急情况下能方便的迅速接入应急监测设备;额定区域内集中分布的多座桥梁可以共享数据基站实现超低成本、超快速度的集群监测部署。
桥梁运营期安全监测布点示意图
桥梁运营期安全监测系统拓扑图
监测项及采用设备
序号 |
监测项 |
监测设备 |
1 |
基础沉降/挠度 |
iCIVIL-2206 静力水准仪 |
2 |
iCIVIL-2301智能倾角计 |
|
3 |
变形位移 (竖向/水平) |
iCIVIL-2201 LVDT位移计 |
4 |
iCIVIL-2301 智能倾角计 |
|
5 |
应力应变 |
iCIVIL-2001 振弦式应变传感器(表面) |
6 |
iCIVIL-2002 振弦式应变传感器(埋入) |
|
7 |
索力 |
iCIVIL-2103 智能索力计 |
8 |
风 |
差压式风压计 |
9 |
超声波风向风速计 |
|
10 |
温湿度 |
iCIVIL-2406 智能温湿度计 |
11 |
振动 |
无线加速度计 |
12 |
裂缝/伸缩缝 |
LVDT测缝针 |
13 |
支座位移 |
LVDT位移计 |
14 |
雨量 |
一体化雨量计 |
15 |
腐蚀 |
腐蚀传感器 |
16 |
车辆荷载 |
行驶称重传感器 |
依据规范
1.《建筑与桥梁结构监测技术规范》(GB 50982-2014)
2.《公路桥梁结构安全监测系统技术规程》(JTT 1037-2016)
3.《公路工程技术标准》(JTGB01-2003)
4.《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)
5.《公路砖石及混凝土桥涵设计规范》(JTJ 022-85)
6.《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)
7.《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTJ 024-85)
8.《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)
9.《混凝土结构加固设计规范》(GB50367-2006)
10.《公路桥梁加固设计规范》(JTG/TJ22-2008)
11.《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)