中小桥梁安全性能动态监测与分析系统的研究与开发.pdf

安保工程及预养护篇 中小桥梁安全性能动态监测与 分析系统的研究与开发 肖汝诚1。郭瑞1，庄侃2，许卫东2 (1．同济大学桥梁工程系．上海市200092；2．上海市金山区公路管理署，上海市200092) 摘要：桥梁管理部门需要及时了解运营中的桥梁结构的安全性能，并根据实际情况安排桥梁 养护、维修、改建等工作，保证桥梁结构的安全使用。中小桥梁安全性能动态监测与分析系统对 桥梁进行远程动态监控，并根据采集的监测数据对桥梁的实际安全性能进行评估，为养护单位提 供维修加固对策。 关键词：中小桥梁；BMS；动态监测；远程无线采集；评估 1引言 州市桥梁管理系统等。 随着桥梁病害的增多，桥梁养护与维修工作B趋 桥梁管理系统作为网络级桥梁管理的重要手段， 繁重，管理者亟需一套针对中小桥梁结构的实际安全 在公路桥梁和城市桥梁管理中起到了重要的作用，一 性能，进行远程动态监测与实时评估的智能管理系 个完备实用的桥梁管理系统足在地理信息系统框架 统，以确保桥梁以及整个交通运输体系的安全运营。 内，由桥梁信息输入输出模块、数据库查询分析模 2桥梁管理研究现状与趋势 块、桥梁技术状况评估模块、桥梁技术状况预测模 目前国内外桥梁管理部门采取的管理系统化辅助 块、总体养护经济分析决策模块等构成的有机整体。 手段主要包括：桥梁管理系统(简称BMS)和大型其中桥梁技术状况评估方法是桥梁管理系统的核心内 桥梁健康监测系统。其中桥梁管理系统主要基于桥梁 容。目前桥梁管理系统采取的是以桥梁损伤状况为基 结构损伤状态进行网络级管理和评估；大型桥梁管理 础的评估方法，这种方法可以进行网络级多座桥梁基 系统主要针对某一座特大桥梁进行动态数据采集和结 本表观状况的评估，以外观检测为主。这种检测管理 构继康监测评估。 方法直观、快速，但无法准确反映桥梁实际工作状 2．1桥梁管理系统 态，有一定的主观性。 桥梁管理系统起始于1968年美国国家桥梁档案2．2桥梁安全性能动态监测与分析系统 数据库(NBI)，综合性桥梁管理系统的出现则是在 中小桥梁安全性能动态监测与分析系统是桥梁管 20世纪80年代。到目前为止，大部分西方发达国家理系统的改进与扩充，不同于大型桥梁健康监测系 都拥有适合本国桥梁管理需求的桥梁管理系统，比较 统。后者系统投入特别庞大，不适用于大量桥梁的监 有代表性的有美国的PONTIS系统。 测与管理。安全性能的动态监测与分析是一种基于实 国内桥梁管理系统的开发始于80年代初期，各 时监测数据对桥梁结构进行动态评估的全新桥梁管理 省市公路管理单位根据我国实际情况，开展了公路桥 模式。结构安全监测与分析由结构的状态监测与性能 梁管理系统的研究工作，先后开发了各自的桥梁管理 评估两个过程构成。 系统。目前国内较为典型的桥梁管理系统主要有：交 状态监测是指通过某些方法对结构的特征参数， 通部的中国公路桥梁管理系统(简称CBMS)，同济例如应力、变形等进行测量，由结构模型与测量值进 大学道路与交通工程系开发的上海市桥梁管理系统， 行判别，结构处于何种工作状态集，由此评估结构当 同济大学桥梁工程系开发的杭州市桥梁管理系统和常 前的安全性。性能评估对结构在当前荷载模式作用下 公路建设与科技创新 的工作是否正常做出判断，并且对结构未来工作状况 数据库。数据库系统的开发一般需要经过：服务网络 做出预测，对结构产生病害的原因、部位和严重程度 结构设计、数据库设计、用户界面设计三个步骤。其 做出判断，从而为管理决策提供依据。从全过程看， 中数据库设