公路桥梁大管养体系、技术与应用

1、1公路桥梁大管养体系、技术与应用公路桥梁大管养体系、技术与应用中交公路规划设计院有限公司中交公路规划设计院有限公司20122012年年9 9月月 贵阳贵阳2报 告 提 纲1 概述2 桥梁养护理念3 风险评估4 桥梁检查检测5 桥梁监测6 桥梁评估、评定和养护管理7 展望31 概述4 据统计，从2002年到2011年，中国公路总里程有126.52万公里增长到410.64万公里。其中高速公路有2.51万公里增至8.49万公里，居世界第二位；农村公路由133.69万公里增加到356.4万公里，乡镇和建制村公路通畅率分别达97.19%和84.04%。 “五纵七横”12条国道主干线全部建成，覆盖城乡的公

2、路交通网络已初步形成，意味着公路工程行业发展的工作重心将逐渐从“新建工程“转向“后期管养”。1 概述51 概述61 概述保持桥梁的承载及正常使用功能，延长其使用寿命保持桥梁的承载及正常使用功能，延长其使用寿命养护的必要性：养护的必要性：1. 1. 公路交通量剧增公路交通量剧增, ,加快了桥梁老化的步伐加快了桥梁老化的步伐2. 2. 超重车、集装箱车直接导致桥梁损坏超重车、集装箱车直接导致桥梁损坏3. 3. 桥梁设计、施工中存在某些先天不足桥梁设计、施工中存在某些先天不足4. 4. 随着社会的进步，对桥梁安全舒适提出更高要求随着社会的进步，对桥梁安全舒适提出更高要求 为保持桥梁及其附属结构正常使

3、用进行的保养和维修作业，是预为保持桥梁及其附属结构正常使用进行的保养和维修作业，是预防、修复桥梁灾害性损坏和提高桥梁服务水平进行的改造。防、修复桥梁灾害性损坏和提高桥梁服务水平进行的改造。养护的目的：养护的目的：71 概述养护的必要性：养护的必要性： 宜宾小南门桥垮塌（吊杆锈蚀疲劳断裂）宜宾小南门桥垮塌（吊杆锈蚀疲劳断裂）韩国圣水大桥韩国圣水大桥（钢材疲劳）（钢材疲劳）四川綦江彩虹桥四川綦江彩虹桥（ 设计、施工、管理）设计、施工、管理）缺乏有效的监管和及时的养护缺乏有效的监管和及时的养护！20072007年美国明尼苏达州第年美国明尼苏达州第3535号洲际号洲际公路上公路上 横跨密西西比河钢拱桥

4、倒塌横跨密西西比河钢拱桥倒塌近几年来，世界范围内频发了桥梁灾难性事故。近几年来，世界范围内频发了桥梁灾难性事故。我国桥梁也将会由大规模新建进入桥梁的维护、管理和我国桥梁也将会由大规模新建进入桥梁的维护、管理和大修时期。大修时期。81 概述养管不足养管不足运营风险运营风险91 概述桥梁病害桥梁病害20092009年年某省某省1212条高速公路条高速公路 运营运营5 5年以上年以上中小桥梁中小桥梁总里程总里程11711171公里公里桥梁桥梁2750275035%35%65%65%10阶段时间节点相关规范、标准和制度第一2004年以前公路养护技术规范（073-96）公路旧桥承载能力鉴定方法(1988

5、年试行版)公路桥梁养护管理工作制度（1991年）第二2004年至2011年末公路桥涵养护规范(JTG H11-2004)；公路桥梁养护管理工作制度(交公路发2007336号)；公路桥梁加固设计规范(JTG/T J22-2008)。第三2012年至今公路桥梁技术状况评定标准（JTG/T H21-2011）；公路桥梁承载能力检测评定规程（JTG/T J21-2011）。1 概述 公路桥梁的检查、检测和评估等业务和相关研究工作将成为未来国内桥梁从业人员的重心所在。112 桥梁养护理念122 2 桥梁养护理念桥梁养护理念传统的桥梁养护主要是指桥梁的检查和保养。广义的桥梁养护概念是指为保传统的桥梁养护主

6、要是指桥梁的检查和保养。广义的桥梁养护概念是指为保证桥梁运营期的安全性、适用性、耐久性而采取的各种工程行为。基于这样的证桥梁运营期的安全性、适用性、耐久性而采取的各种工程行为。基于这样的理念，桥梁养护行为的介入应从建设期开始，一直延伸到桥梁寿命的终结。它理念，桥梁养护行为的介入应从建设期开始，一直延伸到桥梁寿命的终结。它主要包括：主要包括：建：建：建设期从设计的角度提出要求，为日后开展桥梁养护工作创造条件。建设期从设计的角度提出要求，为日后开展桥梁养护工作创造条件。管：管：为运营期的桥梁管养建立科学合理的管理体系和管理制度，指导养护工为运营期的桥梁管养建立科学合理的管理体系和管理制度，指导养护

7、工作的顺利开展。作的顺利开展。养：养：对桥梁结构进行例行的保养，包括小规模的修补。对桥梁结构进行例行的保养，包括小规模的修补。查：查：采用人工、自动或半自动的方式采集和发现与桥梁安全相关的各类信息。采用人工、自动或半自动的方式采集和发现与桥梁安全相关的各类信息。评：评：从安全、适用、耐久等各个角度，对桥梁结构的状况进行评估。从安全、适用、耐久等各个角度，对桥梁结构的状况进行评估。修：修：对桥梁出现的损伤进行维修和加固。对桥梁出现的损伤进行维修和加固。研：研：与桥梁管养相关的各类科研工作。与桥梁管养相关的各类科研工作。132 2 桥梁养护理念桥梁养护理念14从整个桥梁寿命周期来看，各养护业务所处

8、的位置如下图所示。从整个桥梁寿命周期来看，各养护业务所处的位置如下图所示。2 2 桥梁养护理念桥梁养护理念15 建立电子化的建立电子化的养护管理平台养护管理平台 贯彻预防性贯彻预防性养护的思想养护的思想 巡检、监测和巡检、监测和试验技术相结合试验技术相结合 2 2 桥梁养护理念桥梁养护理念16 建立电子化的养护管理平台建立电子化的养护管理平台2 2 桥梁养护理念桥梁养护理念电子化文档电子化文档多媒体信息记录多媒体信息记录网络通讯技术网络通讯技术17更早的发现病害将能更早的发现病害将能节省节省养护资金。养护资金。状态状态时间时间破坏状态破坏状态被动的养护被动的养护积极主动的养护积极主动的养护费用

9、费用长时间长时间交通阻碍交通阻碍短期的交通干短期的交通干扰扰预防性养护预防性养护与与被动养护被动养护2 2 桥梁养护理念桥梁养护理念贯彻预防性养护的思想贯彻预防性养护的思想182 2 桥梁养护理念桥梁养护理念巡检、监测和试验技术相结合巡检、监测和试验技术相结合 状态评价状态评价与承载力与承载力评估评估桥梁健康桥梁健康加固维修加固维修设计方案设计方案p 每月进行每月进行p 目测为主目测为主p 桥面铺装桥面铺装p 附属设施附属设施p 表观检查表观检查p 小于三年小于三年p 目测及仪器观测目测及仪器观测p 接近表面接近表面p 技术状况评定技术状况评定p 特大桥梁特大桥梁p 实时监测实时监测p 在线预

10、警在线预警p 评估分析评估分析p 定期报告定期报告p 条件激发条件激发p 专项检测专项检测p 荷载试验荷载试验p 验算分析验算分析p 应急检查应急检查 193 风险评估203 3 风险评估风险评估桥梁风险评估是对可能危害桥梁安全的各类风险事件进行识别和评价的过桥梁风险评估是对可能危害桥梁安全的各类风险事件进行识别和评价的过程。它是整个桥梁养护工作的基础，对其它的养护行为具有指导作用。程。它是整个桥梁养护工作的基础，对其它的养护行为具有指导作用。桥梁健康监测桥梁健康监测系统的监测目的、监测项目以及布点位置都以桥梁风险评估的结果为基础。桥梁检查与检测构件易损性分析是风险评估的一部分。构件易损性分析

11、可以明确桥梁各构件的薄弱点，预测结构今后可能存在的损伤，确定检查重点，指导检查和检测的实施。桥梁应急管理桥梁运营过程中，面临着各类突发事件，需要进行应急处治。桥梁风险评估对这些事件提前进行识别和评价，指导应急预案和应急行动。21 治病要求“对症下药”，明确患病位置、患病原因，然后进行良好医治。 桥隧工程管养，也需要对症下药：针对工程的问题所在（风险关注点），通过各种检查监测手段（桥梁检查、自动化监测） ，对“患病”部位进行重点检查监测，如果桥梁损伤获得确定，那么就应该采取有效的措施（养护维修等）。任务：对症下药 从具体实施来说，风险关注点研究是大管养体系工作的起始端，通过探求风险成因，研究风险

12、产生的主客观原因，将分散在桥梁不同部位、产生不同影响的风险关注点汇集起来，为相关检查监测工作和应对措施的制定奠定基础。必要性：基础和起点3 3 风险评估风险评估22 风险关注点进一步形成数据库，完成工程经验与理论研究的积累过程，为特定的桥梁检查、自动化监测或加固维修奠定基础，提高管养工作的高效性、经济性和合理性。 工程项目的风险环境和病害规律具有相似性和个性化的特点，因而桥隧工程运营管养中存在很多成功的经验和失败的教训，通过广泛调研，收集资料、文献研究、专家研讨等方法，对工程运营管养过程中存在的风险关注点、发生概率、评估权重、表现形式、处置方式进行归纳、总结，形成风险信息库的基础资料。目标：数

13、据库3 3 风险评估风险评估23125346主缆、索夹、吊索、加劲梁、索塔、索鞍、锚碇、锚杆悬索桥主要构件风险关注点基础墩台下部结构构件风险关注点风险关注点数据库斜拉索、斜拉索护套、预应力混凝土主缆、钢桁梁主梁、钢箱主梁、索塔、锚具及减震装置斜拉桥主要构件风险关注点圬工拱桥、钢筋混凝土拱桥、钢-混组合拱桥、钢拱桥拱式桥上部构件风险关注点混凝土梁式桥、钢梁桥、支座梁式桥上部构件风险关注点地震、大风、车辆撞击船撞、火灾、暴雨/冰雪/大雾特殊车辆过桥事故特殊维修特殊事件风险关注点3 3 风险评估风险评估24名称基础不均匀基础不均匀沉降沉降编号XB_JC1权重？表现形式尤其是某一单个承台范围的不均匀沉

14、降（竖向不尤其是某一单个承台范围的不均匀沉降（竖向不均匀沉降或水平方向位移），将产生较大的桥墩均匀沉降或水平方向位移），将产生较大的桥墩或主塔变形及内力变化，使结构中产生附加应力，或主塔变形及内力变化，使结构中产生附加应力，超出混凝土结构的抗拉能力，导致结构开裂。超出混凝土结构的抗拉能力，导致结构开裂。建议处置方式检查人工定期测量人工定期测量监测基础静力水准在线监测、索塔偏基础静力水准在线监测、索塔偏位位GPS或光纤在线监测或光纤在线监测养护维修基础加固以控制进一步发展基础加固以控制进一步发展基础不均匀沉降基础不均匀沉降基础局部冲蚀基础局部冲蚀/冲刷冲刷/掏空掏空基础开裂基础开裂混凝土碳化、腐

15、蚀混凝土碳化、腐蚀桥墩位移桥墩位移墩身、盖梁、系梁开裂墩身、盖梁、系梁开裂基础墩台3 3 风险评估风险评估？拟采用专家研讨确定相关权值拟采用专家研讨确定相关权值25名称基础局部冲蚀基础局部冲蚀/冲冲刷刷/掏空掏空编号XB_JC2权重？表现形式桩式基础具有较好的冲刷余度，在及时检查受损情况并桩式基础具有较好的冲刷余度，在及时检查受损情况并采取防护措施情况下，一般不会造成较大损失。但对于采取防护措施情况下，一般不会造成较大损失。但对于明挖基础，往往易于出现冲刷深度大于设计值的情况，明挖基础，往往易于出现冲刷深度大于设计值的情况，造成地基失效，承载力降低，出现严重滑动、下沉、位造成地基失效，承载力降

16、低，出现严重滑动、下沉、位移、倾斜等现象，造成岸坡滑移或基础无法修复，严重移、倾斜等现象，造成岸坡滑移或基础无法修复，严重情况下将导致桥梁坍塌。情况下将导致桥梁坍塌。建议处置方式检查人工定期观测、测量，必要时对大桥、人工定期观测、测量，必要时对大桥、特大桥的深水基础派潜水员潜水检查特大桥的深水基础派潜水员潜水检查监测采用流速仪、波束测深仪等监测水流流采用流速仪、波束测深仪等监测水流流速、冲刷深度和水位高度等，以掌握该速、冲刷深度和水位高度等，以掌握该冲刷和回淤情况冲刷和回淤情况养护维修抛石防护或加固对基础进行防护抛石防护或加固对基础进行防护基础不均匀沉降基础不均匀沉降基础局部冲蚀基础局部冲蚀/

17、冲刷冲刷/掏空掏空基础开裂基础开裂混凝土碳化、腐蚀混凝土碳化、腐蚀桥墩位移桥墩位移墩身、盖梁、系梁开裂墩身、盖梁、系梁开裂基础墩台3 3 风险评估风险评估？拟采用专家研讨确定相关权值拟采用专家研讨确定相关权值26名称基础开裂基础开裂编号XB_JC3权重？表现形式发生概率较高而损失较低的情况为：出现轻微结构发生概率较高而损失较低的情况为：出现轻微结构应力异常，剪切裂缝较小；发生概率较低损失较高应力异常，剪切裂缝较小；发生概率较低损失较高的情况为：结构应力异常，出现较宽剪切裂缝，甚的情况为：结构应力异常，出现较宽剪切裂缝，甚至于裂缝贯通，基础处于失稳状态。至于裂缝贯通，基础处于失稳状态。建议处置方

18、式检查人工定期观测、测量人工定期观测、测量监测/养护维修通过提早启动或更换耐久性防护通过提早启动或更换耐久性防护措施（如提早重涂装涂层）来实措施（如提早重涂装涂层）来实现，也可进行局部的补强现，也可进行局部的补强基础不均匀沉降基础不均匀沉降基础局部冲蚀基础局部冲蚀/冲刷冲刷/掏空掏空基础开裂基础开裂混凝土碳化、腐蚀混凝土碳化、腐蚀桥墩位移桥墩位移墩身、盖梁、系梁开裂墩身、盖梁、系梁开裂基础墩台3 3 风险评估风险评估？拟采用专家研讨确定相关权值拟采用专家研讨确定相关权值274 桥梁检查检测284 桥梁检查检测4.1 检查、检测工作内容检查、检测主要参照公路桥涵养护规范（JTG H11）294.

19、1 检查、检测工作内容检查、检测主要参照公路桥涵养护规范（JTG H11）经常检查定期检查对桥面设施、上部结构、下部结构及附属结构物的技术状况进行的检查。为评定桥梁使用功能，制定管理养护计划提供基本数据，对桥梁主体结构及其附属构造物的技术状况进行的全面检查。根据经常检查和定期检查的结果，对需要进一步判明损坏原因，缺损程度或使用能力的桥梁，针对病害进行专门的现场试验检测、验算与分析等鉴定工作。专门检查当桥梁受到灾害性损伤后，为了查明破损状况，采取应急措施，组织恢复交通，对结构进行的详细检查和鉴定工作。 应急检查不少于1次/月不少于1次/3年视具体情况4 桥梁检查检测304.1 检查、检测工作内容

20、强度：混凝土电阻率：内部缺陷：碳化：钢筋锈蚀电位：钢筋位置及保护层厚度：氯离子含量：裂缝长宽深：检测项目混凝土无损检测4 桥梁检查检测314.1 检查、检测工作内容3、裂缝长、宽、深裂缝长度、宽度的检测采用巡检图的方式进行记录。检测项目混凝土无损检测4 桥梁检查检测324.1 检查、检测工作内容检测项目测量桥面线形拱轴线索塔塔顶变位主缆线形基础变位竖向变位水平变位墩（台）顶4 桥梁检查检测334.1 检查、检测工作内容检测项目钢结构检测1 1、焊缝探伤、焊缝探伤顶板顶板与U肋U肋嵌补段U肋与横隔板钢结构构造4 桥梁检查检测343. 3. 总体内容总体内容4.2 荷载试验1. 1. 工程验收要求

21、工程验收要求2. 2. 承载能力评定要求承载能力评定要求4 桥梁检查检测351 1）静力荷载试验效率）静力荷载试验效率 q q（通常简称荷载效率）（通常简称荷载效率）)1 ( SSsq4.2 荷载试验4. 4. 静载试验静载试验2 2）静力荷载试验结构校验系）静力荷载试验结构校验系数数x xseSS3）相对残余变位或相对残余应变）相对残余变位或相对残余应变Sp%100tPPSSS4 桥梁检查检测365. 5. 动载试验动载试验动力响应试验测定桥梁控制部位及控制截面的动挠度、动应变等受迫振动响应，进而识别桥梁结构相应控制部位的汽车冲击系数。 某桥中跨0.5L跳车试验典型时域波形某桥中跨0.5L跳

22、车余振自谱分析图40km/h行车速度下梁体竖向动挠度典型时域波形图4.2 荷载试验4 桥梁检查检测374.2 荷载试验动力特性参数检测主要包括结构各阶频率、振型及阻尼比。进行动力特性参数检测可以达到两个目的：一是通过试验获得结构的动力特性参数，验证理论分析结果，并提供理论计算无法得到的振动阻尼比；二是为今后桥梁健康监测提供比较基准。某双塔双索面钢-混凝土叠合梁斜拉桥，布置为41.13+250+605+250+40.21m6. 6. 动力特性参数动力特性参数4 桥梁检查检测384.3 特殊检测1. 1. 利用缆索机器人检查斜拉索利用缆索机器人检查斜拉索PEPE4 桥梁检查检测392. 2. 斜拉

23、索钢丝锈蚀的开窗检查斜拉索钢丝锈蚀的开窗检查4.3 特殊检测4 桥梁检查检测403. 混凝土整体浇筑质量检测-声波CT技术可采用声波CT技术检测重点梁段结构质量情况（混凝土均匀性、密实性、强度等指标情况），评估混凝土整体浇筑质量。颜色波速（km/s）混凝土强度密实程度红色4.5C55密实性好黄色（4.0，4.5）C50，C55较密实蓝色（3.0，4.0）C40，C50密实性较差深蓝色3.0C40不密实，质量有问题4.3 特殊检测4 桥梁检查检测414. 4. 雷达技术检测预应力孔道压浆饱满度雷达技术检测预应力孔道压浆饱满度可采用雷达探测技术检测预应力孔道压浆饱满度，原理示意如右图。4.3 特殊

24、检测4 桥梁检查检测425. 5. 工业内窥镜的应用工业内窥镜的应用4.3 特殊检测4 桥梁检查检测435 桥梁监测445 5 桥梁监测桥梁监测作为收集桥梁安全信息的手段之一，桥梁健康监测系统是对常规的检查、检测和作为收集桥梁安全信息的手段之一，桥梁健康监测系统是对常规的检查、检测和荷载试验业务的重要补充。其不可替代性主要表现在人工巡检无法实现的荷载试验业务的重要补充。其不可替代性主要表现在人工巡检无法实现的连续性、同连续性、同步性、实时性、自动化步性、实时性、自动化四个方面。四个方面。连续性 在对结构进行充分的易损性分析的基础上，有目的的长期连续的积累桥梁监测数据，用于在结构损伤后，判定成因

25、和发展趋势。同步性 各关键参数可同时采集，便于分析桥梁响应与荷载作用之间的相关性，及时掌握影响桥梁性能退化的关键因素。实时性 在突发事件中，实时掌握结构响应，及时预警，辅助应急决策。自动化 通过自动化采集的方式，获取人工巡检无法获取的监测数据。并克服了人工巡检无法到达、无法操作、人员安全等问题。45 大型桥梁健康监测不只是传统的桥梁检测加结构评估新技术，而是被赋予了结构监控与评估、设计验证和研究与发展三方面的意义。 不同桥梁监测系统的监测项目与规模存在很大差异。这种差异除了桥型和桥位环境因素外，主要是因为对各监测系统建立各个系统的目的（系统的功能要求）和系统的投资额不同。 因此，桥梁健康监测系

26、统的设计要遵循着一些基本的准则。 对于特定的桥梁，建立健康监测系统的主要目的是桥梁的监控与评估，一旦建立系统的目的确定，系统的监测项目就可以基本上确定；另一方面，监测系统中各监测项目的规模以及所采用的传感器和采集传输设备等的确定需要考虑投资的限度。5 5 桥梁监测桥梁监测46 风险分析风险分析 成本成本-效益分析效益分析桥址处运营风险分析；桥型结构风险分析。桥址处运营风险分析；桥型结构风险分析。成本一效益分析，最优化地选择系统硬件设施。成本一效益分析，最优化地选择系统硬件设施。在设计监测系统时首先要从风险分析的角度出发，分析桥址处运营风险以及桥型结构风险，确定监测系统的功能要求；其次监对测系统

27、方案进行成本一效益分析确定投资额度。 监测系统功能要求和投资额度是确定桥梁健康监测系统规模的两大准则。监测系统功能要求监测系统功能要求投资额度投资额度5 5 桥梁监测桥梁监测47结构响应的监测结构响应的监测大桥空间变形大桥空间变形( (大缆、拱肋、索塔、主梁）大缆、拱肋、索塔、主梁）结构动力及振动特性结构动力及振动特性( (索、塔、梁索、塔、梁) )索力索力( (大缆、斜拉索、吊杆、吊索、大缆、斜拉索、吊杆、吊索、预应力钢束预应力钢束) )控制截面或疲劳热点应力控制截面或疲劳热点应力支座反力等支座反力等荷载源的监测荷载源的监测风荷载风荷载地震动、船撞响应地震动、船撞响应大气温湿度、雨量大气温湿

28、度、雨量动态交通荷载动态交通荷载腐蚀情况腐蚀情况水下冲刷等水下冲刷等风险分析风险分析5 5 桥梁监测桥梁监测48数据的数据处理、分析、存储、展示WEB 3DWEB 3D监测巡检与一体监测巡检与一体的综合监管平台的综合监管平台基于巡检结构目基于巡检结构目录树录树三维预警和三维三维预警和三维动态病害添加动态病害添加拥有自主知识产拥有自主知识产权权三维桥梁三维桥梁巡检通道巡检通道钢箱梁钢箱梁细部结构细部结构5 5 桥梁监测桥梁监测49（1）监测的定位目标：提供准确可靠的数据现状：部分参数准确可靠，例如大气温湿度、纵向位移、动态应变、结构 振动参数； 部分参数准确但不可靠，例如挠度、风荷载、混凝土腐蚀

29、监测、车速仪； 部分参数不准确也不可靠：GPS位移。（2）问题传感器设备的选型和安装；采集与传输系统的可靠性和准确性；采集软件的可靠性和准确性；监测系统整体可靠性和准确性。5 5 桥梁监测桥梁监测发展方向50（3）监测系统的方向优化系统的架构提高系统的可靠性选用高性价比的传感器设备设备及附属配件的统一性，通用性和可更换性安装调试的标准化研发新的测试方法和设备（4）试验验证对传感器测试系统验证： 数据采集精度和质量控制、系统性能测量； 软件功能测试； 监测设备检定标校； 桥隧结构安全监测工程化集成测试 ； 对各个大桥结构安全状况实时监控，远程集中管理。5 5 桥梁监测桥梁监测发展方向51数据挖掘

30、监测项目监测点数量全部监测点存储大小（每年）GB深圳湾公路大桥171833 集美大桥130381 西堠门大桥2121181 金塘大桥3421341 曹妃甸1#桥135777 曹妃甸一号路桥134668 宁波外滩大桥118740 宁波湾头大桥77359 宁波青林湾大桥110792 宁波明州大桥94613 总计(GB)7685（7.5T）海量数据如何使用？5 5 桥梁监测桥梁监测52数据挖掘技术（数据挖掘技术（Data MiningData Mining） + + 结构分析理论结构分析理论方法内容异常分析（diagnosis）数据与系统异常、结构异常数学统计分析（statistics）最大值、最小

31、值、平均值、均方差、均方根物理指标抽取分析（extract）频率、阵型、风功率谱、湍流度、荷载谱、校验系数、影响线相关性分析/关联规则（Affinity grouping or association rules）风与结构振动相关性分析、风与结构变形相关性分析、温度与变形相关性分析预测分析（Prediction）腐蚀进程、疲劳寿命、性能退化聚类分析（Clustering）异常分类、评估体系与决策体系的建立数据挖掘5 5 桥梁监测桥梁监测535.3.2 数据挖掘类别监测项目挖掘分析指标基本指标二级指标三级指标环境监测项目风最大值、最小值、平均值、均方差、均方根、3s平均风速、风向角、风攻角、脉动

32、风速、湍流度、阵风因子、风功率谱温度有效温度、温度梯度空间温度场、结构温度差车辆轴重、轴数、轴距、车长、总重、车速、车流量统计概率模型、荷载谱地震动时程、反应谱腐蚀腐蚀进程预测曲线数据挖掘各项指标数据挖掘各项指标5.3 桥梁监测发展方向5 5 桥梁监测桥梁监测541. 应急管理与灾害预警台风、地震、超载、船撞监测实时监控预警为业主提供应急管理服务和报告（两年免费，后期收费）2. 桥梁状态识别与评估恒载状态的改变承载能力、耐久性演变为业主提供养护管理服务和报告3. 设计验证设计模型验证设计理论的改进规范修编4. 足尺模型与科研大跨度桥梁抗风抗震研究全寿命研究结构控制技术数据挖掘5 5 桥梁监测桥

33、梁监测55数据挖掘数据挖掘的实施手段数据挖掘的实施手段数据挖掘和在线分析处理（数据挖掘和在线分析处理（OLAPOLAP）系统研发）系统研发数据挖掘技术人才培养数据挖掘技术人才培养数据仓库的建立（北京数据中心数据仓库的建立（北京数据中心+ +大桥现场中心）大桥现场中心）专家、教授顾问团队支持专家、教授顾问团队支持5 5 桥梁监测桥梁监测56按照监测目的的不同，桥梁健康监测可分为“长期监测”和“短期监测”两种类型。长期监测是指不间断的长期数据采集；短期监测则是周期性的或临时性的数据采集。目前，国内的健康监测系统主要是长期监测系统。其特点是不分监测项目，均是不间断的连续采集，暴露出来的主要缺陷包括：

34、（1）造成了海量的数据，分析难度很大；（2）受制于资金压力，监测系统规模有限，无法提供全面的数据。（3）在系统建构时，由于无法准确预测未来需求的变化，造成系统灵活性不足。基于以上的原因，目前正在考虑加强短期监测在整个健康监测业务中的比重。采用长短结合的方式，将目前的庞大的、固定的监测系统变为精悍的、灵活的健康监测系统。短期监测5 5 桥梁监测桥梁监测576 桥梁评估、评定和养护管理586.1 桥梁评估基于健康监测系统的综合评估基于健康监测系统的综合评估 内力状态识别内力状态识别u 索力识别u 线形识别u 模态识别安全性评估安全性评估u 车辆荷载分析u 台风分析u 地震分析u 船撞分析适用性评估

35、适用性评估u 行车舒适度评价、异常振动耐久性评估耐久性评估u 钢结构疲劳分析u 钢筋混凝土腐蚀分析6 桥梁评估、评定和养护管理596.1 桥梁评估6 桥梁评估、评定和养护管理混凝土结构耐久性评估混凝土结构耐久性评估由于现阶段针对公路桥梁混凝土结构的耐久性评估暂无专门规范，因此对桥梁混凝土结构耐久性评估工作可按以下思路展开：1）基于评定标准的评估2）基于原设计规范和设计标准的评估3）基于专项评估体系的评估606 桥梁评估、评定和养护管理6.2 桥梁评定现有公路桥梁检测评定规范体系现有公路桥梁检测评定规范体系616.2 桥梁评定现有公路桥梁检测评定规范体系现有公路桥梁检测评定规范体系6 桥梁评估、

36、评定和养护管理626.2 桥梁评定1.1.公路桥涵养护规范公路桥涵养护规范养护规范为桥梁技术状况的评定，提供了三种方法，推荐采用考虑桥梁各部件权重的综合评定方法。桥梁技术状况评定桥梁技术状况评定6 桥梁评估、评定和养护管理636.2 桥梁评定桥梁技术状况评定2.2.公路桥梁技术状况评定标准公路桥梁技术状况评定标准6 桥梁评估、评定和养护管理646.2 桥梁评定桥梁技术状况评定桥梁技术状况评定2.2.公路桥梁技术状况评定标准公路桥梁技术状况评定标准构件和部件评分构件和部件评分6 桥梁评估、评定和养护管理656.2 桥梁评定桥梁技术状况评定2.公路桥梁技术状况评定标准评分计算SBSPDrWSBCL

37、WSPCLWBDCLD技术状况评分技术状况等级Dj1类2类3类4类5类Dr(SPCI、SBCI、BDCI)95，100)80，95)60，80)40，60)0，40)6 桥梁评估、评定和养护管理单项指标一票否决单项指标一票否决666.3 养护管理平台体系设计体系设计新建大型桥梁新建大型桥梁全面的结构安全监测系统全面的结构安全监测系统新建桥梁新建桥梁部分的结构安全监测系统部分的结构安全监测系统既有桥梁既有桥梁部分的结构安全监测系统部分的结构安全监测系统既有桥梁既有桥梁单项结构安全监测系统单项结构安全监测系统自动化监测为主自动化监测为主人工巡检为辅人工巡检为辅人工巡检为主人工巡检为主自动化监测为辅

38、自动化监测为辅6 桥梁评估、评定和养护管理67平台架构平台架构桥梁结构养护管理平台架构桥梁结构养护管理平台架构 6.3 养护管理平台6 桥梁评估、评定和养护管理686.3 养护管理平台1 基于WEB GIS进行区域桥梁信息管理2 基于三维构件信息化的虚拟现实技术3 基于手机、平板电脑的手持终端一体化养护平台4 完善的桥梁知识库桥梁助手辅助管理决策6 桥梁评估、评定和养护管理69桥梁管养体系的地位和作用桥梁管养体系的地位和作用6.4 桥梁管养体系研究桥梁管养体系是指养护模式、组织机构、养护流程、养护制度等。它是养护工作保证桥梁养护工作顺利开展的体制保证。管养体系养护模式组织机构养护流程6 桥梁评

39、估、评定和养护管理70养护模式养护模式 养护模式经常性检查定期检查和特殊检查小修保养大中修代表性桥梁管理型外包专业公司常驻外包外包外包杭州湾大桥、舟山连岛工程实体型自己承担（养护大队）外包自己承担外包江阴大桥、润扬大桥、福建青州闽江桥 特大桥养护趋势：建立“分项养护、总体评估”的专业化养护体系和多层次的专家顾问体系。6.4 桥梁管养体系研究6 桥梁评估、评定和养护管理71养护机构养护机构管理型：杭州湾大桥管理型：杭州湾大桥实体型：江苏润扬大桥实体型：江苏润扬大桥6 桥梁评估、评定和养护管理6.4 桥梁管养体系研究72n 大桥中长期养护规划大桥中长期养护规划 已为杭州湾大桥编制已为杭州湾大桥编制

40、n 大桥养护手册大桥养护手册 已为西堠门大桥、曹妃甸已为西堠门大桥、曹妃甸1#1#桥编制、将为杭州湾大桥编制桥编制、将为杭州湾大桥编制n 大桥专用养护大桥专用养护维修维修标准标准n 大桥应急预案大桥应急预案n 大桥档案管理规程大桥档案管理规程n 大桥固定资产管理规程大桥固定资产管理规程n 大桥专用养护定额大桥专用养护定额n 大桥健康监测系统应用规程大桥健康监测系统应用规程养护制度建设养护制度建设6 桥梁评估、评定和养护管理6.4 桥梁管养体系研究73七 展望74七 展望BridgeBridge InformationInformation- -izationization （简称（简称“iBr

41、idgeiBridge”）以桥梁以桥梁( (隧道隧道) )监管养护为核监管养护为核心，包括了远程监管、远程心，包括了远程监管、远程数据管理、智能数据挖掘和数据管理、智能数据挖掘和诊断、应急管理、共享的公诊断、应急管理、共享的公众知识库和数据档案平台、众知识库和数据档案平台、风险评估分析等桥梁（隧道）风险评估分析等桥梁（隧道）监测、检测、管理、养护、监测、检测、管理、养护、决策、科研试验等于一体的决策、科研试验等于一体的桥梁信息中心。桥梁信息中心。iBridge实时数据实时数据管理平台管理平台应急管理应急管理平台平台风险评估风险评估管理平台管理平台数据知识数据知识库档案管库档案管理平台理平台数据挖掘数据挖掘与综合诊与综合诊断平台断平台监测数据监测数据信息管理信息管理平台平台75七 展望6 展望展望斜拉桥斜拉桥风速仪风速仪(1)车轴车速仪车轴车速仪 摄摄像仪像仪压力变送器压