桥梁监控、桥梁监测、桥梁检测的概念

桥梁监控；也称桥梁施工监控或桥梁施工控制。

% b* y! z0 ]7 T8 v9 P/ E' V    在大跨径悬索桥、斜拉桥、拱桥和连续刚构桥的平衡悬臂浇筑施工中，其后一块件是通过预应力筋及砼与前一块件相接而成，因此，每一施工阶段都是密切相关的。为使结构达到或接近设计的几何线形和受力状态，施工各阶段需对结构的几何位置和受力状态进行监测，根据测试值对下一阶段控制变量进行预测和制定调整方案，实现对结构施工控制。   
$ L7 @/ g! x1 e0 z
" K+ A: b8 m2 G    由于建桥材料的特性、施工误差等是随机变化的，因而施工条件不可能是理想状态。 因此，决定上部结构每一待浇块件的预拱度具有头等的重要性。

    虽然可采用各种施工计算方法算出各施工阶段的预抛高值、位移值、挠度，但当按这些理论值进行施工时，结构的实际变形却未必能达到预期的结果。

    这主要是由于设计时所采用的诸如材料的弹性模量、构件自重、砼的收缩徐变系数、施工临时荷载的条件等设计参数，与实际工程中所表现出来的参数不完全一致而引起的；或者是由于施工中的立模误差、测量误差、观测误差、悬拼梁段的预制误差等；或者两者兼而有之。

    这种偏差随着悬臂的不断加伸，逐渐累积，如不加以有效的控制和调整，主梁标高最终将显著地偏离设计目标，造成合龙困难，并影响成桥后的内力和线形。

. ^; X/ s" N9 ]    所以，桥梁施工监控就是一个施工→量测→识别→修正→预告→施工的循环过程。
. A$ g/ q9 y  h0 p6 z" s4 Z, V% b
    其最基本的目的是确保施工中结构的安全，保证结构的外形和内力在规定的误差范围之内符合设计要求。
5 Y8 h$ W# s9 ?" q+ f桥梁施工监控的内容主要包括成桥理想状态确定，理想施工状态确定和施工适时控制分析。
6 v2 y) s+ K. L! n
    成桥理想状态是指在恒载作用下，结构达到设计线形和理想受力状态；
8 l& T2 y; s5 U1 z& M% i
    施工理想状态以成桥理想状态为初始条件，按实际施工相逆的步骤，逐步拆去每一个施工项对结构的影响，从而确定结构在施工各阶段的状态参数（轴线高程和应力），一般由倒退分析法确定；
1 k8 N: O% _, d; p) t% @
    施工适时控制是在施工时，根据施工理想状态，按一定的准则调整，通过对影响结构变形和内力主要设计参数的识别进行修正，使结构性能、内力达到目标状态。

# ~8 w3 h8 L9 o# z　在建立了正确的模型和性能指标之后，就要依据设计参数和控制参数，结合桥梁结构的结构状态、施工工况、施工荷载、二期恒载、活载等，输入前进分析系统中，从前进分析系统中可获得结构按施工阶段进行的每阶段的内力和挠度及最终成桥状态的内力和挠度。

　接着，假设成桥时为理想状态，对桥梁结构进行倒拆，利用前进分析所得的数据，可获得使桥梁结构最终为理想状态的各阶段的预抛高值，得出各施工阶段的立模标高以及砼浇筑前、砼浇筑后、钢筋张拉前、钢筋张拉后的预计标高。
( r% c0 R0 Z. Z# ]. {+ n
　然后通过卡尔曼滤波器，预告出各阶段的实际状态值，再由最后的最优控制，结合实际观测疽，得出最优调整方案，最终完成整个控制过程。

    以上这三大系统均由计算机完成。
9 \% {  M" m, \　简单介绍桥梁监控中用到的前进分析、倒退分析和误差分析。
, f9 O$ l' ]  X- o$ w" v8 u9 {
（1）  前进分析

, r' L  J2 \) @9 [8 ?4 ^2 ?4 H前进分析的目的在于确定成桥结构及各施工阶段的受力状态。这种计算的特点是：随着施工阶段的推进，结构形式、边界约束、荷载形式在不断改变，前期结构发生徐变和几何位置的改变，因而，前一阶段结构状态将是本次施工阶段结构分析的基础。前进分析的计算可按有限元方法进行，目前，此类计算已有软件提供。

$ \) D. I# `" E* t  Y（2） 倒退分析

5 {1 _! T6 j/ T3 @, L前进分析系统可以严格按照设计好的施工步骤进行各阶段内力分析，但由于分析中荷载的不断变化以及结构节点的相互影响，使最终结构轴线不可能达到设计轴线。因此，采用倒退分析在施工过程中设置预拱度，使在成桥状态时，结构线形满足设计要求。
' B& X# y/ s7 Y4 d
) |. x2 L/ i+ s2 ^; u' j倒退分析的基本思想是，假定 时刻结构内力分布满足前进分析 时刻的结果，线形满足设计轴线。在此初始状态下，按照前进分析的逆过程，对结构进行倒拆，分析每次卸除一个施工段对剩余结构的影响。在一个阶段内分析得到的结构位移、内力便是理想施工状态。
! {0 c6 X' g5 S
; ?8 |5 g; V$ t* `7 {3 \(3)  误差分析

倒退分析得到的理想状态是我们期望在施工中实现的目标，而实际施工中结构状态总是由于设计参数、施工误差、测量误差、结构分析模型误差等因素偏离目标。

& f1 d# H6 c0 B3 X) i9 {2 \  {为了能及时有效地将实测数据（体系本身的变化、挠度、应力、现场气温等）、调整参数信息、误差信息反馈到实际施工控制中，指导现场施工作业，可编制基于现代控制论中的随机最优控制理论和有限元法的的计算程序，建立现场计算机工作站（EWS），将实测结构控制参数输入，得出有效调整量，获得最优调整方案，同时预告下阶段结构状态。
5 o7 q& \% i0 R" o2 h! h* P

桥梁检测就是对桥梁结构及部件的材料质量和工作性能方面所存在的缺损状况进行详细检测、试验、判断和评价的过程，是对桥梁的专门检验，属于短期桥梁诊断的范畴。

包含的项目内容大致上可分为如下两个方面：

结构材料缺损状况诊断，包括材料损坏程度检测，材料物理、化学和力学性能测试及缺损原因的分析判断等；

结构整体性能、功能状况鉴定，包括结构承载能力（强度、刚度和稳定性等）鉴定、桥梁抗洪能力的鉴定等根据实际情况对桥梁进行评估，通过对全桥结构进行检查、检测，了解桥梁的结构病害情况，评价桥梁结构当前的实际工作状况；

通过桥梁的静载和动载试验检测，检验该桥梁结构当前的实际承载能力及其结构工作性能，由此为该桥下一步的处置方案提供依据。

需要进行检测的桥梁原因各种各样，绝大部分是旧桥，因为旧桥资料比较匮乏，相对而言管理起来比较困难；在特殊情况下有些新桥也要求做检测工作，综合起来主要有以下几种因素：

(1)缺乏设计、施工资料的桥梁。

(2)施工质量较差，不符合设计要求的桥梁。

(3)桥梁竣工经过运营一段时间后发现较严重的病害，影响其承载能力。

(4)桥梁施工质量较好，运营情况也良好，但希望提高其允许的承载能力。

(5)需要通过超过设计标准的特殊荷载车辆的桥梁。

还有一些桥梁是因为一些特殊原因而需要做检测工作，比如为了取得一定的科研资料等等。

  桥涵工程试验检测的内容随桥涵所处位置、结构型式和所用材料不同而异，应根据所建桥涵的具体情况按有关标准规范选定试验检测项目，一般常规桥涵试验检测的主要内容包括：

1、施工准备阶段的试验检测项目

① 桥位放样测量；

② 钢材原材料试验；

③ 钢结构连接性能试验；

④ 预应力锚具、夹具和连接器实验；

⑤ 水泥性能试验；

⑥ 混凝土粗细集料试验；

⑦ 混凝土配合比试验；

⑧ 砌体材料性能试验；

⑨ 台后压实标准试验；

⑩ 其它成品、半成品试验检测；

2．施工过程中的试验检测

① 地基承载力试验检测；

② 基础位置、尺寸和标高检测；

③ 钢筋位置尺寸和标高检测；

④ 钢筋加工检测；

⑤ 混凝土强度抽样试验；

⑥ 砂浆强度抽样试验；

⑦ 桩基检测；

⑧ 墩、台位置、尺寸和标高检测；

⑨ 上部结构（构件）位置、尺寸检测；

⑩ 预制构件张拉、运输和安装强度控制试验；

(11)预应力张拉控制检测；

(12) 桥梁上部结构标高、变形、内力（应力）监测；

(13)支架内力、变形和稳定性监测；

(14)钢结构连接加工检测

(15)钢构件防护涂装检测。

3．施工完成后的试验检测

①桥梁总体检测；

②桥梁荷载试验；

③桥梁使用性能监测

根据综合分析的结果，得出最后的技术结论，对试验结构做出科学的评价，同时根据存在的问题，提出改进设计或者加强维修养护方面的建议。

桥梁监测:在施工阶段在重要桥梁上安装永久性的实时结构整体与安全性报警设备,以确保桥梁安全运营、延长桥梁使用寿命,通过早期桥梁病害的发现能大大节约桥梁的维修费用，可以避免最终频繁大修关闭交通所引起的重大损失.
工程结构一般会受到两种损伤——突发性损伤和累积性损伤。
突发性损伤由突发事件引起，使损伤在短期内达到或超过一定限值；
累积损伤则有缓慢积累的性质，达一定程度会引起破坏，影响安全和使用。
) }) `* R& p3 g+ R桥梁健康监测能够在突发性损伤发生时，及时做出判断和警报，以便采取处理措施，防止发生进一步的破坏和引发其它事故；对于累积损伤，能够定期对损伤的状态做出描述，以便根据情况采取相应措施.

- K! q; L, M+ G3 P0 g近年来，国内发生的几起大桥坍塌或局部破坏事故在很大程度上是由于构件疲劳加之监测养护措施跟不上，从而严重影响构件的承重能力和结构的使用。
1 x+ f$ X0 P% n) p& w/ Q& t8 z7 p
因此，对桥梁结构健康监测非常必要和迫切。

很好的科普贴子！！值得学习！

很专业，值得一看。

很有价值，谢谢楼主！

桥梁检测越来越重要了，现在好多桥梁没到设计寿命期就垮塌了，值得好好学习啊！

很好的科普贴子！！值得学习！