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桥梁健康监测系统中的裂缝如何监测?
更新时间:2021-04-10 17:51
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   在既有桥梁安装健康监测系统中裂缝可能是一项重要的监测参数。裂缝的监测有的采用振弦式的裂缝计来进行监测,振弦式的仪器是采用巡采的方式来采集数据。换句话说振弦式的裂缝计其实采集的是静态参数,这种方式对于裂缝的监测是否合适呢?那么我们首先搞清楚裂缝监测的目的是什么?既有桥梁结构出现裂缝后我们监测的目的就是测试桥梁在活载作用下裂缝的工作状态,以评估其对结构的影响。桥梁结构表面的裂缝大体上分为结构性受力裂缝和非结构性受力裂缝,在桥梁健康监测系统需要监测的裂缝为结构性受力裂缝。在这里我对裂缝的上述分类都加了“结构性”这样一个定语,我认为这种表述是准确的。需要强调的一个概念就是:所有的裂缝都是“受力”。也就是说一些混凝土表面的非规则的表面浅裂缝(可能是由于温度差、表面的干缩等引起),其实也是由于其表面的拉应力超过了混凝土的允许应力产生的。结构性受力裂缝是结构在荷载作用下产生的与在荷载作用下应力方向垂直的裂缝。
    桥梁结构的产生结构性受力裂缝在活载作用下裂缝的工作状态是随着荷载的变化而不断变化的。在桥梁上同行的活载没有超过结构的承载能力时,裂缝会随着车辆荷载的通过有一定的开展,车辆驶出桥梁时恢复至原来的开裂宽度。前面所述的裂缝的工作状态表明裂缝的宽度是一个动态的过程,因此采用静态的方式来监测裂缝的宽度显然是不妥的。采用静态的过程测试裂缝的宽度其实是采集裂缝动态变化过程中的一个片段,多次采集的裂缝宽度没有统一的评价标准,也难以通过裂缝的监测数据来评估裂缝对结构的影响。
   终上所述,桥梁结构的受力性裂缝的监测应采用动态的监测设备才能准确测试裂缝在活载作用下裂缝的动态变化过程,以桥梁在空载状态下裂缝的宽度为基准值,各种荷载作用下裂缝的开展和恢复状态。当桥梁结构在活载作用下裂缝有一定的开展,桥梁在空载状态下又恢复至活载通行前的宽度,说明活载没有超过桥梁承载能力。当桥上通过超载车辆时,裂缝的宽度在开展后可能会有一部分参与,裂缝在车辆通过后难以恢复至车辆通过前的状态,裂缝的宽度可能要大于其基准状态的宽度。 
    因此进行桥梁集群化桥梁健康监测系统设计时,结构性受力裂缝的监测应采用动态的监测设备,监测数据才能有效评估裂缝对结构的影响。
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