基于GNSS系统的大跨度悬索桥空间变位研究

毛幸全

（中交公路规划设计院有限公司，北京100088）

1 概述

主桥的空间几何变形，包括梁体的下挠、纵向变形及横向变形是识别大桥内力状态的重要参数。对于大跨度悬索桥来说，主梁的线性是反映当前大桥内力状态的重要指标，是进行桥梁内力状态识别的重要输出参数；同时，主梁挠度的变化也是反映行车舒适性和进行桥梁适用性评价的直接指标。

2 监测点布置策略

对桥梁结构监测而言，尽可能多的传感器有利于获得更全面的结构响应信息，但由于工程结构实际状态和经济成本考虑等，在大跨度悬索桥的所有自由度上安置传感器是不切实际的。所以本文研究传感器的布置策略，通过优化布设，尽可能利用少的传感器来获取可靠而全面的空间变位监测信息。

本文通过对模态分析方法，结合工程师们的工程经验进行监测点优化布置，首先选择需要关注的振型，然后针对每一个目标振型绘出各自的模态动能分布图, 然后将传感器布置在模态动能较大的位置。图1 为计算得到的主梁位移包络图和模态振型图。

图1 悬索桥加劲梁位移包络图

从包络图中可以发现，主跨跨中和四分点为位移最大的位置，主跨八分点为位移较大的位置。（图2）

从振弦计算结果分析，第六阶振型（竖向第三阶对称振型）、第七阶振型（竖向第四阶反对称振型）为主梁位移变化较大位置。

通过上述分析，本文设计监测点为该悬索桥主梁八分点位置。

3 GNSS 系统设计

根据大桥的环境及结构特点，本文对空间位置状态的监测通过布设GNSS 测控网实现。……