国内桥梁运营监测方案

近年来，随着我国经济的不断发展，交通运输日见繁忙，作为道路交通咽喉的桥梁工程地位日益突出。桥梁结构的安全性无疑成为桥梁管理者最为关心的问题。桥梁建成后，会受到气候、环境等自然因素而逐渐老化，加之交通量的增长，运输车辆的重量和外型尺寸的增大，加剧了现有桥梁质量的退化，导致桥梁的实际承载能力降低。因此桥梁管理部门需要及时了解桥梁的安全性能，根据实际情况安排桥梁养护、维修等工作，保证桥梁结构的安全使用，从而保证整个交通网络的正常畅通。

桥梁的生命过程一般包括总体规划、设计施工及运营管理3大阶段，以往受技术和经济条件的限制，对第三阶段运营管理往往不太重视，造成多起桥梁倒塌事件。有的桥梁虽然没有倒塌，由于检测养护不当，也有很多的安全隐患，影响正常使用。在桥梁运营期间的管理与维护中，传统的人工检测方法因其固有的滞后性和低效性，造成桥梁运营成本的提高和资源配置的不合理，已远远跟不上当今桥梁发展形势。在这种情况下，以相对桥梁造价较小的投入创建综合检测和评估系统，合理配置使用资金，无疑具有良好的经济效益和社会效益。滹沱河特大桥主桥采用40m+200m+40m中承式提篮系杆拱，桥面宽度51.6m，是一种结构比较新颖的钢管混凝土提篮拱形式，在华北地区是跨度最大的一座钢管拱桥，被称为“河北第一跨”，该桥于2010年9月29日通车，所以对滹沱河大桥运营期间的监测就至关重要了。

对滹沱河大桥结构进行运营安全监测的最终目的，是为了使桥梁管理人员对该桥当前的状况有一个正确的认识，通过桥梁状态评估可将采集到的信息过滤、分解、综合和分析，然后反馈给相关使用者，以便采取合理、高效的管理及养护措施。钢管混凝土作为一种新的组合材料，一方面借助内填混凝土提高钢管壁受压时的稳定性，提高钢管的抗腐蚀性和耐久性，另一方面借助管壁对混凝土的套箍作用，提高了混凝土的抗压强度和延性，将钢材和混凝土有机地组合起来。这种材料形式非常适合拱式体系的桥梁，其自重轻、强度高、抗变形能力强，是大跨度拱桥的一种比较理想的结构形式。

虽然目前我国已建成了不少钢管混凝土拱桥，但在交通和城建行业，由于对钢管混凝土拱桥的理论研究还不够成熟，积累的经验还不够丰富，受成桥后各种因素影响产生隐患，危及到桥梁的正常使用。因此，对滹沱河大桥钢管混凝土拱桥开展运营安全监测研究的意义是:通过测量设备和既有传感器实际监测桥梁运营各阶段的主要控制参数，并通过分析及量化评估得出桥梁的使用状况，研究桥梁的内力状态和几何线形是否处于安全合理的范围之内，确保桥梁在各使用阶段中桥面线形良好，结构受力合理，并为河北省桥梁管理与养护领域，积累钢管混凝土拱桥的运营安全监测经验，推动该类桥安全监测理论的发展。

1桥梁结构状态监测

对于大跨度钢管混凝土拱桥，桥梁运营期间结构状态监测方法可分定期监测和特殊监测2种。定期监测就是间隔一段时间使用测试设备，对桥梁结构进行表面常规检测，间隔时间长短可根据结构的运营状况决定;特殊监测就是采用仪器设备进行现场测试、荷载试验及其他辅助试验对桥梁现状进行检算分析。由于滹沱河特大桥在施工监控中已经埋设了大量测点，有大量的既有传感器，因此本桥采用定期监测方式，根据公路桥涵养护技术规范要求，在2010年10月1日至2013年10月1日期间，对滹沱河特大桥运营的前3年进行安全监测，每年选择夏季和冬季有温度代表性的几天进行应力应变和桥梁线形检测，每年定期检测频率不少于2次。

1.1桥梁结构应力、应变状态监测(1)结构应力、应变监测在受荷、自然因素等各因素影响下，结构应力、应变的变化可反映出结构发生损伤或者支承条件的变化。监测方法通过埋设在结构控制断面长期监测的应变计测量桥梁结构应力和应变。在南、北岸的2个主墩系梁的根部和中部2个截面都埋设了钢筋应变计和混凝土应变计，对它们定期采集数据，了解滹沱河大桥主墩系梁的应力和应变状态。

1.2桥梁结构线形监测采用常规地面测量的方法对滹沱河大桥进行线形安全监测。此法即用常规测量仪器(经纬仪、测距仪、水准仪、全站仪)测量角度、边长和高程的变化来测定变形量。一般的地面监测方法有2方向(或3方向)前方交会、双边距离交会法、极坐标法、自由设站法、视准线法、小角法及几何水准测量法，以及精密三角测量法等。