桥梁实时监测系统概述及预防养护技术研究

桥梁在交通运输中起到重要的地位，尤其是在山区和跨河道的地方显得尤为的突出。从而促使桥梁的设计和施工技术的不断进步，使得桥梁跨度也不断有新的突破，促进了桥梁实业的发展，同时桥梁的结构与形式也逐渐变得复杂，不单单是简支梁结构，出现了斜拉索桥、拱桥、吊桥等形式的桥梁。

鉴于桥梁的特殊性和复杂性，采用先进的，可靠的桥梁实时监测系统，是对出现的安全隐患能够做出快速反应以及及时修正的重要保证，通过提供所需要的早期危险报警和损伤评估来判断桥梁的安全，增强桥梁的生存能力，从而达到从探测、报警、联动控制直至消除安全隐患的全方位一体化具有重要意义。

桥梁健康监测系统建立基于现代测试与传感技术、网络通信技术、信号处理与分析技术、数学理论和结构分析理论等多个学科领域，随着科学技术的不断发展，健康监测较之人工检测优越性越来越明显。

1 桥梁健康监测的概念与意义

桥梁健康监测实际上就是通过对桥梁结构状况的监控和评估。在通过无损检测技术或者是桥梁结构特性分析（其中包括桥梁结构响应）等技术为桥梁在特殊天气条件下又或者是特殊的交通条件下，导致发生桥梁运营状况异常，而发出预警信号，同时桥梁健康监测也为桥梁的日常维护和维修、管理与决策提供依据和指导性意见。然而，桥梁结构健康监测不仅是为了结构状态监控和评估，其信息反馈于结构设计的更深远的意义是结构设计方法与相应的规范标准等可能得到改进。再有就是桥梁健康监测带来的是监测系统和对某特定桥梁设计的反思。桥梁健康监测为桥梁工程中的未知问题和超大跨度桥梁的研究提供了新的契机。

2 国内外健康监测系统发展的状况

从目前国内外已有的大桥结构健康监测系统，可以将它们大致划分为三代。第一代为早期单项监测系统，传感器种类有限，不安装采集设备，间歇性监测；第二代为集成监测系统，传感器种类大大丰富，采集系统完善，连续采集，有数据库管理软件对数据实行管理；第三代为集成监测诊断系统，在第二代的基础上，强调对数据的处理，并利用数据进行结构健康状态的在线评估、在线预警，并为深入地离线评估提供便利，计算机技术被用于系统之中，功能更加丰富，是结合检测和监测的综合系统。随着大跨径桥梁的轻柔化及形式与功能的复杂化，如何对其进行科学的养护管理，成为业内关注的焦点。

从上世纪末，作为桥梁养护管理手段的桥梁健康监测系统拥有了极大的发展空间。目前已经建立的桥梁健康监测系统有以下特点：

（1）通过测量结构各种响应的传感装置获取反应结构行为的各种记录；

（2）在通车运营后连续或间断地监测结构状态，力求获取的大桥结构信息连续而完整；

（3）具有快速大容量的信息采集、通讯与处理能力，并实现对数据的网络共享。

3 桥梁预防性养护技术研究

实践中要做好桥梁的预防性养护工作，在技术方面，我们一般可从以下几个方面开始着手：

1）掌握桥梁结构状态和桥梁的实时运营状态。

桥梁的预防性养护首先必须完善检查机制，同时以先进的检测手段做为基础，这样才能够全面、持续的掌握桥梁结构状态以及桥梁的实时运营状态，从而为判断养护时机和选择养护方法提供依据。

完善的检查机制能够为桥梁的运营状况提供完整数据记录，这样能够比较完整的反映出桥梁在使用过程中的结构状况变化和桥梁病害的发展程度，为分析判断桥梁病害原因和研究有针对性的养护对策提供了有力的依据。

先进的检测技术则能保证检测数据的精度和科学性，处理数据和信息的能力也大大提高。所以重视高速公路桥梁的检测效率和质量尤为重要，同时，应该重视现在已经开发和使用的集成检测技术。

2）建立健全桥梁养护管理系统。

通过建立健全桥梁养护管理系统，能够对桥梁基础信息及检查、检测、维修保养等信息进行记录和统计分析，为快速、科学的进行养护决策提供了坚实的基础。同时，通过统一、规范的桥梁养护管理系统，也能够规范桥梁检查、检测内容和方法，统一桥梁技术状况评定标准，能够更加有效的反映桥梁现状，有利于桥梁管养单位做好桥梁养护管理工作。

3）加强日常小修保养工作，及时恢复结构承载能力与耐久性。

实施预防性养护应高度重视日常小修保养工作，当桥梁出现各类病害时，及时判断病害成因和发展趋势，尽快采取经济有效的小修保养措施，控制病害发展，恢复结构的承载能力和耐久性。

常见的桥梁预防性养护方法。在桥涵构造物养护维修中，常见的预防性养护方法有以下几种：对于混凝土结构表面裂缝和缺陷，及时采取裂缝 封闭、混凝土缺陷表面修补等处理措施，防止裂缝和缺陷扩展引起钢筋锈蚀等病害的发生；对于伸缩缝与泄水孔的堵塞，及时进行清理，以防连锁性破坏；在原有伸缩缝失效时，安排合理时机更换伸缩缝，避免气温变化引起桥梁其他病害；对于实心板桥存在铰缝裂缝、渗水可能失效的，采用安装横桥向钢肋板，加强板梁间横向联系，以防止出现单板受力等病害；对于部分空心板底部裂缝较多的情况，采用粘贴碳纤维布的方式，恢复结构耐久性，延长桥梁使用寿命。

上述桥梁预防性养护措施实际上也是在我们通常的桥梁养护工作中可能常用到的措施，但没有明确发展相应的预防性养护观念。实际上，我们认为桥梁的预防性养护是一种养护理念及实施这一理念的一整套养护策略。因此，它并不是以预防性养护技术为核心，而是以其实现的一整套政策、体制、模式和运作方式为核心，技术只是最终的实现方式。

结束语

着眼于未来的交通事业的发展，以健康监测系统为基础，对监测项目进行补充和完善，配备监测和检测设备，深化人工检测，实现电子化巡检，信息化管理，形成数字化养护的管理系统，实现养护管理集成化、智能化、数字化。随着科技进一步的研究，可以以此为基础和平台，形成地区或区域桥梁养护管理中心，建立桥梁管理养护监测中心，建立并完善系统平台，实施区域共享。实现以数字化为依托的科学、高效、准确、及时、经济的养护管理手段，实时动态监测桥梁状态，为维修养护提供科学决策依据，将极大提升桥梁管养水平，促进桥梁事业的发展，为我国交通公路事业发展提供有力的依托和保障。