基于斜拉桥的结构健康监测系统设计研究

姜顺泉，娄 倩

中交第二公路勘察设计研究院有限公司，湖北 武汉 430052

1 工程概况

苏通大桥是主桥为(100+100+300+1088+300+100+100)m跨径布置的双塔双索面钢箱梁斜拉桥，跨江大桥总长8206m；双向六车道高速公路建设标准，跨江大桥设计时速100km，南、北两岸接线设计时速120km；主通航孔净空891m× 62m，可满足5 万t 级巨轮通航需要。苏通大桥结构健康监测系统于2008 年3 月底建成使用，大桥于2008 年6 月30日通车投入运营，项目总投资64.5 亿元。

2 监测项目选取

桥梁结构健康监测项目可分为三类：荷载监测、结构响应及自身特性监测。荷载监测主要为环境参数监测，监测内容包括风荷载，大气温度、湿度，桥梁结构温度以及行车荷载等；结构响应监测对象主要有支座变形和位移、主要结构特征点位移、结构内力分布、结构应力应变等；结构自身特性主要有主梁、主塔振动频率和振型[1]。

2.1 监测项目选取原则

（1）选取决定桥梁结构安全和使用特性的关键性重要构件；（2）选取在正常运营条件下受重复荷载作用易于疲劳损伤且不易更换的构件；（3）根据气候条件和地理环境，选取对桥梁结构受力影响较大的因素；（4）重点监测异形结构、特殊结构；（5）综合考虑结构健康状态识别和结构安全评估需求，使其服务于桥梁运营和养护管理；（6）综合考虑桥梁结构特点和经济可行性，实时监测与定期监测方法相结合；（7）为结构动力特性研究与结构损伤识别积累数据做技术准备。

2.2 桥梁健康监测项目

桥梁结构健康监测综合应用了现代传感技术、网络通信技术、信号采集与处理技术、数据挖掘技术、云计算、机器学习研究等众多领域的知识，扩大了桥梁检测领域。……