桥梁健康监测系统的设计是实施桥梁健康监测的第一步。目前关于桥梁健康监测系统设计的标准、原则还没有统一的说法。本文结合国内外已经安装的桥梁健康监测系统的特点,探讨桥梁健康设计的一些原则。
从已经安装的桥梁健康监测系统中可以看出,这些桥梁健康监测的测点布置的数量、监测项目有很大差异。这种差异一方面来自于桥梁结构形式和所处地理环境的差异,另一方面来自于各健康监测设计的目的和投资额度的不同。桥梁健康监测系统的设计要遵循“因桥而异、因桥制宜、经济实用、稳定可靠”的16字原则。
因桥而异、因桥制宜。不同地区、不同桥梁结构形式的健康监测的内容是不一样的。不同地区的气候、地质环境会有很大差别,桥梁健康监测的一部分内容就包括对桥址处环境的监测,比如风、地震、温度等。
经济实用、稳定可靠。桥梁健康监测系统的实施费用是昂贵的,因此,投资额是制约桥梁健康监测系统规模和设备的重要因素。健康监测系统的设计应作效益.成本分析,设计出经济实用、稳定可靠的健康监测系统。
基于以上分析,建议在桥梁健康监测系统设计时遵循以下步骤:
(1)针对具体桥梁,确定监测系统的目的和功能。
(2)分析桥梁的结构特点、环境状况、运营情况,确定桥梁健康监测系统的监测项目。
(3)建立桥梁有限元模型进行结构静动力分析,确定应力相对不利的位置及动力分析结果,结合工程经验、结构特点及测点优化理论综合确定测点布置方案。
(4)结合投资额度,广泛调研现代测试技术的发展,确定各监测项目传感器的选型 。2100433B