隨著我國(guó)公路橋梁事業(yè)的發(fā)展，橋梁越來(lái)越多，同時(shí)既有的許多橋梁亦逐漸進(jìn)入了養(yǎng)護(hù)維修階段，有關(guān)專家認(rèn)為橋梁使用超過(guò)25年以上則進(jìn)入老化期，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)橋梁總數(shù)的40%已經(jīng)屬于此范疇，均屬“老齡”橋梁。而且隨著時(shí)間的推移，其數(shù)量還在不斷增長(zhǎng)，橋梁管理者對(duì)橋梁的養(yǎng)護(hù)已日益重視。為了適應(yīng)公路運(yùn)輸載重量不斷發(fā)展的要求，充分利用現(xiàn)有的公路橋梁，使之能繼續(xù)安全地為公路運(yùn)輸服務(wù)，根據(jù)交通部頒布的《公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》要求，必須對(duì)橋梁進(jìn)行鑒定。

隨著各地如火如荼地發(fā)展橋梁，接踵而來(lái)的橋梁施工事故也頻頻敲響了安全生產(chǎn)的警鐘。

    屢屢發(fā)生的橋梁施工事故讓人觸目驚心，原因可能不盡相同，地質(zhì)、勘察、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理等過(guò)程，每個(gè)方面的疏忽都可能釀成安全事故，但有一點(diǎn)是可以肯定的，事故折射出的是安全施工監(jiān)測(cè)技術(shù)和手段的不足，以及施工安全管理和監(jiān)管力度的欠缺。橋梁施工中的高技術(shù)含量和高風(fēng)險(xiǎn)性無(wú)不需要強(qiáng)烈的安全意識(shí)、周密的安全管理和嚴(yán)格的安全監(jiān)管來(lái)實(shí)現(xiàn)，橋梁工程很大程度上就是一項(xiàng)考驗(yàn)安全管理的工程。而坍塌等事故頻發(fā)，不僅僅是技術(shù)上的失誤，也是安全意識(shí)的坍塌。

為了隨時(shí)了解橋梁施工狀態(tài)，對(duì)突發(fā)事故進(jìn)行提前預(yù)警，維護(hù)橋梁施工的安全和社會(huì)穩(wěn)定，讓類似于杭州橋梁塌方這樣的悲劇不會(huì)再次上演，對(duì)橋梁施工安全監(jiān)測(cè)已經(jīng)刻不容緩!橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是利用現(xiàn)代電子、信息、通信及計(jì)算機(jī)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁監(jiān)測(cè)指標(biāo)的實(shí)時(shí)采集、實(shí)時(shí)傳輸、實(shí)時(shí)預(yù)警。亦可用于非長(zhǎng)期或人工形式的監(jiān)測(cè)檢測(cè)中。

橋梁監(jiān)測(cè)方法要根據(jù)環(huán)境和橋型因地制宜，但大致有如下共性。

1.監(jiān)測(cè)范圍

(1)敏感部位監(jiān)測(cè)。一般只在橋梁內(nèi)力、應(yīng)變、位移變化和裂紋產(chǎn)生對(duì)橋梁影響至關(guān)重要的(敏感)部位進(jìn)行監(jiān)測(cè)。得到這些部位的參數(shù)后，就可以對(duì)橋梁的總體狀況有了基本的判斷。這種監(jiān)測(cè)方法可用在中小跨度、體系單一的橋梁中，而且大多采用間歇式人工監(jiān)測(cè)，有條件的可配備小型檢測(cè)設(shè)備。

(2)總體監(jiān)測(cè)。特大橋梁構(gòu)造復(fù)雜，難以做地毯式人工監(jiān)測(cè)。鑒于特大橋梁的重要性，需要適時(shí)地得到橋梁正常工作的總體狀況(例如，平面擺動(dòng)的幅度、撓度的變化、纖細(xì)桿件內(nèi)力的變化、自振頻率降低的程度、振型的變化，如果可能的話測(cè)量敏感構(gòu)件的應(yīng)力應(yīng)變等橋梁工作參數(shù))。通過(guò)對(duì)可能取得的橋梁工作參數(shù)，采用不同的方法進(jìn)行*識(shí)別'找到橋梁異常的一個(gè)或幾個(gè)可能部位，再由配備檢測(cè)設(shè)備的專業(yè)人員到可能異常部位檢測(cè)。

    2.監(jiān)測(cè)方式

(1)人工監(jiān)測(cè)。配備簡(jiǎn)單的儀器，用人工做地毯式監(jiān)測(cè)，用模糊分級(jí)描述橋梁狀況，一般可作為定期監(jiān)測(cè)、突發(fā)性事件后的特別監(jiān)測(cè)。這種方法費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，可靠性差。但是，它能夠?yàn)楣芾韺犹峁┹爡^(qū)內(nèi)大批橋梁的宏觀印象，以制定橋梁管理的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)對(duì)策，是一種不可忽視的管理手段，目前各國(guó)的橋梁管理系統(tǒng)絕大多數(shù)都是基于這種模式。

(2)自動(dòng)監(jiān)測(cè)。①用固定在橋梁上的專用設(shè)備，適時(shí)地監(jiān)測(cè)橋梁的工作參數(shù)。②由專用設(shè)備和軟件對(duì)工作參數(shù)進(jìn)行識(shí)別加工，得到能反映橋梁工作狀態(tài)的狀態(tài)信息。③再用特定的方法分析這些狀態(tài)信息并與橋梁的健康檔案相比較，給出橋梁的健康狀況或損傷狀況。一般適用于特大的或重要的橋梁在線監(jiān)測(cè)。這種方法自動(dòng)化程度高，是當(dāng)前研究熱點(diǎn)和發(fā)展方向；但是，難度大，目前使用尚少。它的三個(gè)步驟一個(gè)比一個(gè)工作難度(不是理論難度)高，本篇后面兩章介紹了第三步的一些基本方法；但是，要達(dá)到實(shí)用水平尚需要在實(shí)橋上完善工作模式。

(3)聯(lián)合監(jiān)測(cè)?？紤]到前兩種方法的實(shí)際情況，用各種小型的自動(dòng)化程度較高的儀器，配合人工監(jiān)測(cè)。是一個(gè)比較可行的方案。各個(gè)國(guó)家對(duì)小型探測(cè)儀的研制比較關(guān)注，不斷有新型儀器進(jìn)入市場(chǎng)。

3.監(jiān)測(cè)的適時(shí)性

(1)加載監(jiān)測(cè)。一般是為了特殊需要，例如，竣工驗(yàn)收、特殊情況鑒定等才進(jìn)行的監(jiān)測(cè)。加載監(jiān)測(cè)需要在橋梁上組織、排列規(guī)定的汽車荷載或其它靜荷載、沖擊荷載，并按一定程序加載。加載監(jiān)測(cè)可以得到橋梁加荷后位移、變形、應(yīng)變等幾何和力學(xué)參數(shù)，直接與設(shè)計(jì)計(jì)算相比較。它是以加載前為零狀態(tài)，得到的是本次加載變化量；一般不是包含以前加載(或作用)歷史，更不是包含恒載的絕對(duì)量。

(2)運(yùn)營(yíng)監(jiān)測(cè)，或在線監(jiān)測(cè)。這是為了長(zhǎng)期、不間斷地觀測(cè)橋梁的工作狀態(tài)，在橋梁適當(dāng)部位設(shè)置固定傳感器，適時(shí)地判斷橋梁的安全程度。既可以連續(xù)地讀取監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，也可以間歇地讀取監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。不需要施加人為荷載，而是觀測(cè)自然環(huán)境(包括交通流)對(duì)橋梁的影響，很少直接與設(shè)計(jì)計(jì)算相比較。

4.監(jiān)測(cè)的狀態(tài)

(1)靜態(tài)。監(jiān)測(cè)橋梁結(jié)構(gòu)的靜態(tài)幾何和力學(xué)參數(shù)，用以分析橋梁結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)。靜態(tài)監(jiān)測(cè)比較困難，一般都是加載檢測(cè)。但是，靜態(tài)參數(shù)比較直觀地反映了橋梁的工作狀態(tài)。

(2)動(dòng)態(tài)。監(jiān)測(cè)橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)幾何和力學(xué)參數(shù)，用以分析橋梁結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)。動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)相對(duì)于靜態(tài)監(jiān)測(cè)來(lái)說(shuō)比較方便，適于運(yùn)營(yíng)監(jiān)測(cè)。但是，動(dòng)態(tài)參數(shù)不很直觀，需要加工以后才能使用；或者說(shuō)動(dòng)態(tài)參數(shù)與結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)相關(guān)關(guān)系研究尚少，

    美國(guó)公路總署1995年用誘發(fā)地震測(cè)定橋梁下部結(jié)構(gòu)的特性曲線，用該曲線作為橋梁樁基的基準(zhǔn)狀況，為今后評(píng)估的起點(diǎn)?，F(xiàn)已利用該技術(shù)評(píng)估了約10萬(wàn)座橋梁的沖刷受損情況。5.常規(guī)監(jiān)測(cè)的工作參數(shù)

(1)位移。包括絕對(duì)位移和相對(duì)位移，靜位移和動(dòng)位移。

(2)變形。例如，靜動(dòng)撓度、靜動(dòng)應(yīng)變等。

(3)力。例如，索的張拉力。

(4)動(dòng)力參數(shù)。例如，速度、加速度，可轉(zhuǎn)換成頻率、振型，再轉(zhuǎn)換成張力、位移。

(5)外觀和完整率。例如，氣蝕、磨損、裂縫、剝落。

(6)物理化學(xué)現(xiàn)象。例如，混凝土堿集料反應(yīng)、混凝土中性化(碳化、酸雨、氯蝕)、鋼材銹蝕。(7)環(huán)境。例如，風(fēng)速(向)、空氣(或橋體)溫度、地震、交通量(和荷載)。

6.常規(guī)監(jiān)測(cè)傳感器和手段

(1)位移。例如，位移(量程)計(jì)、傾斜儀、(高程、方位、距離) 測(cè)量設(shè)備、GPS、數(shù)字成像機(jī)等。

(2)變形。例如，上述位移傳感器、電阻應(yīng)變儀、壓電式應(yīng)變儀、振弦應(yīng)變儀、分布式光纖應(yīng)變計(jì)等。

(3)力。例如，壓力環(huán)、磁彈性張力計(jì)、油壓計(jì)、剪力銷等。

(4)動(dòng)力參數(shù)。例如，速度計(jì)、伺服(或，壓電)加速度計(jì)等。

(5)外觀和完整率。例如，刻度放大鏡、數(shù)字成像機(jī)、超聲探測(cè)儀、地面雷達(dá)等。

(6)物理化學(xué)現(xiàn)象。例如，用化學(xué)試劑檢驗(yàn)、由外觀特征判斷、鋼筋銹蝕儀等。

(7)環(huán)境。例如，風(fēng)向(速)計(jì)、空氣(或埋入式)溫度計(jì)、當(dāng)?shù)氐牡卣鹩^測(cè)數(shù)據(jù)、交通量觀測(cè)儀、埋人(或移動(dòng))式稱重儀、攝像機(jī)等。

橋梁在線安全監(jiān)測(cè)內(nèi)容

(1)幾何線形監(jiān)測(cè)和施工測(cè)量，包括：拱肋線形監(jiān)測(cè) 、主梁線形監(jiān)測(cè)主梁撓度監(jiān)測(cè)、軸線偏移測(cè)量、拱座變位測(cè)量。

(2)拱肋應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)

(3)鋼箱梁應(yīng)力、應(yīng)變觀測(cè)

(4)系桿錨固端應(yīng)力集中位置應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)

(5)系桿索力監(jiān)測(cè)

(6)溫度監(jiān)測(cè)，包括：控制截面溫度值和施工過(guò)程中環(huán)境溫度值。(7)材料參數(shù)測(cè)試等

(8)施工過(guò)程穩(wěn)定性的監(jiān)測(cè)

橋梁在線安全監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)功能

(1)實(shí)現(xiàn)基于云計(jì)算平臺(tái)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，重要關(guān)鍵部分可實(shí)現(xiàn)24小時(shí)連續(xù)觀測(cè)，滿足高精度橋梁隧道、基坑監(jiān)測(cè)的需要。

(2)能夠進(jìn)行長(zhǎng)期、穩(wěn)定、不間斷運(yùn)行，數(shù)據(jù)傳輸和發(fā)布具有保密性和可靠性，真正做到無(wú)人值守，放心又省心。

(3)具有遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸、遠(yuǎn)程狀態(tài)瀏覽、遠(yuǎn)程系統(tǒng)設(shè)置以及數(shù)據(jù)管理、用戶管理、安全管理等功能；能進(jìn)行超短基線解算、已知點(diǎn)符合歸算、坐標(biāo)計(jì)算、精度估算。

(4)通過(guò)云平臺(tái)計(jì)算實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理分析為工程施工提供及時(shí)的反饋信息；能夠掌握橋梁結(jié)構(gòu)和相鄰環(huán)境的變形和受力情況，對(duì)可能出現(xiàn)的險(xiǎn)情和事故提出警報(bào)，確保整個(gè)橋梁施工進(jìn)程的安全。

(5)當(dāng)施工過(guò)程中發(fā)生潛在危險(xiǎn)的時(shí)候，可以實(shí)現(xiàn)提前預(yù)報(bào)警，提前采取預(yù)防措施，減少事故的發(fā)生概率。