[00137042]桥梁变形检测评价系统研究

(1)任务来源 河南省科技厅2011年科技攻关项目,项目编号：112102310648。 （2）应用领域和技术原理 该项研究成果主要应用于桥梁梁板的检测、监测和质量检测方面。通过研发变形检测仪及相关软件,能够方便、准确、快速检测判断桥梁梁板受力异常变形（单板受力、挠度过大等）,为桥梁养护提供准确的检测技术数据,就可以及早采取有效的维修加固措施,避免桥梁进一步损坏,消除桥梁运营安全隐患,保障人们的生命安全。 （3）性能指标 1)建立一种新的桥梁梁板受力变形检测方法,实现了群控、群测目的; 2)研究开发高精度桥梁变形沉降测试设备; 3)开发出一种数据采集分析软件,达到测试数据采集传输方便,便于控制。 4)系统可同步将采集数据进行分析,利用特征点数据通过桥梁模型分析,反演理论模型,通过理论模型与实际测试对比分析,实时动态分析桥梁荷载变化受力情况,分析桥梁安全性能,及时判断桥梁梁板损坏程度,为桥梁维修提供可靠依据。 （4）与国内外同类技术比较 桥梁作为高速公路的重要组成部分,其质量的好坏直接影响着整条公路的运营安全。随着桥龄的增加、气候和环境等自然因素的影响、以及超载车辆的日益增多,致使在役桥梁结构或构件发生不同程度的自然累计损伤和意外损伤,桥梁结构的安全性和耐久性发生退化。目前高速公路桥梁通常是装配式桥梁,其梁段横向或纵向分片通常由预制场预制好,然后进行运输安装。装配式桥梁梁板之间横向联系容易被破坏,导致梁板受力变形异常,上部受力不能进行有效的横向分配,形成单板受力,加剧梁板破坏。对于此类病害如不能及时发现处理,将引起桥面铺装、伸缩装置、桥梁支座等的破坏,甚至引起梁板本身破坏,大大降低了桥梁整体承载能力和耐久性,给行车安全造成严重隐患。 随着我国经济的快速发展和运输市场的激烈竞争,超载车辆急剧增加,加之许多公路已运营多年,公路设施受损严重。特别是对板式桥梁造成很大损伤,甚至破坏。主要表现在梁板之间横向联系被破坏,使梁板受力变形异常,上部受力不能进行有效的横向分配,单块梁板产生疲劳破坏,形成“单板受力”的状况。 对于此类病害如不及时发现处理,其危害性很大且范围广泛,除引起梁本身破坏外,还可引起桥面铺装、伸缩装置、桥梁支座等的破坏。大大降低了桥梁整体承载能力和耐久性,给行车安全造成严重隐患。 如能方便、准确、快速检测判断桥梁梁板受力异常变形（单板受力、挠度过大等）,为桥梁养护提供准确的检测技术数据,就可以及早采取有效的维修加固措施,避免桥梁进一步损坏,消除桥梁运营安全隐患,保障人们的生命安全。 本着方便快捷、经济实用、高效准确的原则,通过采用高精度传感器,研究开发新的桥梁变形沉降动态测试设备和系统,快速、准确检测桥梁受力变形情况,编制数据采集、分析处理、判断软件系统。分析桥梁安全性能,判断桥梁是否需要维修加固,为桥梁维修提供可靠依据。 结合对桥梁的维修和养护,选择有代表性的桥梁进行检测对比,在实践中不断改进完善检测系统,逐步形成一套经济高效、方便快捷的桥梁梁板受力异常变形检测判断系统。同时可拓宽应用于桥梁长期实时监控,实时分析研究,实时掌握桥梁荷载变化情况,及时判断是否对桥梁安全构成威胁。 通过对钢筋混凝土桥梁梁板受力变化情况的分析研究,开发出一套无损、快速、准确的梁板受力异常变形动态检测判断系统,准确的测试桥梁每跨沉降、挠度值和各块梁板横向受力变化情况,进而分析桥梁安全性能,为桥梁维修提供可靠依据,确保桥梁安全运营。 （5）成果的创造性、先进性 1)研制桥梁受力变形沉降检测仪器。利用高精度角度传感器,进行模块化设计,采集信号数字化,将信号放大、滤波、A/D转换与网络接口集于一体,开发研制精度高、安装方便、可测试动态、静态桥梁受力变化情况等变形沉降测试仪; 2)开发数据采集分析评价系统软件。利用计算机编程技术和网络技术,实时动态分析桥梁荷载受力变化和变形情况,分析桥梁安全性能,判断桥梁梁板损坏情况; 3)实时动态定量检测梁板各个测点的挠度值,实时呈现梁板的挠度曲线,为定量评价梁板纵向受力变形情况提供依据; 4)实时动态定量检测相邻梁板之间的垂向相对位移量,为定量评价梁板单板受力情况提供依据。