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復(fù)雜修復(fù)過程中橋梁結(jié)構(gòu)性能和完整性監(jiān)測(cè)

發(fā)布時(shí)間:2023-08-04      點(diǎn)擊次數(shù):441

復(fù)雜修復(fù)過程中橋梁結(jié)構(gòu)性能和完整性監(jiān)測(cè)

Herc_lio Luz 大橋設(shè)計(jì)于1922年,四年后通車,它是連接 Florian_polis 島和巴西大陸之間的第一座橋梁。90多年來,它一直遭受著海水的侵蝕、結(jié)構(gòu)的自然磨損、荷載的不斷增加,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出橋梁的設(shè)計(jì)參數(shù)。

盡管一直對(duì)橋梁進(jìn)行預(yù)防性維護(hù),但這并沒有阻止它 1991年以來完全關(guān)閉。除了進(jìn)行交通封閉外,瀝青地面也被完全移除,以減少永久荷載。

問題

自通車以來,Herc_lio Luz 大橋一直遭受著海水的侵蝕、結(jié)構(gòu)的自然磨損、荷載的不斷增加,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出橋梁的設(shè)計(jì)參數(shù)。盡管一直對(duì)橋梁進(jìn)行預(yù)防性維護(hù),但這并沒有阻止它 1991年以來完全關(guān)閉。現(xiàn)在,需要對(duì)橋梁進(jìn)行修復(fù),并保持原來的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)外觀。

解決方案

Teixeira Duarte公 司受雇于 Herc_lio Luz 大橋的全面修復(fù),大約需要三年時(shí)間。包括更換主塔中的軸承支架、加固和恢復(fù)基礎(chǔ)和金屬結(jié)構(gòu)等。在這個(gè)項(xiàng)目中,Teixeira Duarte 公司決定使用 HBM 布拉格光柵測(cè)試技術(shù),來監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)關(guān)鍵點(diǎn)的應(yīng)變,傾斜度、溫度等。

結(jié)果

該項(xiàng)目中最關(guān)鍵的部分,跨橋輔助結(jié)構(gòu)的負(fù)載轉(zhuǎn)移已經(jīng)成功實(shí)施。在修復(fù)完成后,將進(jìn)行持續(xù)監(jiān)控。

測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

測(cè)試系統(tǒng)采用混合架構(gòu),同時(shí)使用了布拉格光柵(FBG)傳感器和傳統(tǒng)的電氣傳感器,進(jìn)行變形、溫度、風(fēng)速和海流測(cè)量等。沿 800m 橋梁布置了兩條24路復(fù)用光纖,3個(gè) HBM 光纖解調(diào)儀用于采集 284 個(gè)光纖傳感器,HBM PMX 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用于讀取傳統(tǒng)電氣傳感器數(shù)據(jù)。

為了方便和加快安裝過程,光纖傳感器均采用預(yù)裝配的方式交付,并采用了兩種不同的安裝方法。由于橋梁是金屬結(jié)構(gòu),例如中央桁架和輔助支架,采用點(diǎn)焊方式。而對(duì)于眼桿等,采用黏貼方式安裝。所有連接均由專用盒子保護(hù)。

“技術(shù)上最復(fù)雜的活動(dòng)是負(fù)荷轉(zhuǎn)移過程,例如進(jìn)行眼桿更換時(shí)需要進(jìn)行張力釋放,并使用應(yīng)變傳感器對(duì)原始和臨時(shí)金屬結(jié)構(gòu)上的多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行應(yīng)變測(cè)量,采用測(cè)斜儀進(jìn)行傾斜度測(cè)量等。包括氣候傳感器在內(nèi),需要 312個(gè)傳感器。HBM 采用的混合測(cè)量技術(shù)(光纖和傳統(tǒng)電氣傳感器)確保了項(xiàng)目的快速安裝和實(shí)施?!?nbsp;Ricardo Martins,Teixeira Duarte項(xiàng)目工程師解釋道。

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

采集設(shè)備通過以太網(wǎng)與控制室相連??偣彩褂昧藘膳_(tái)計(jì)算機(jī):一臺(tái)用于全天候數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)和記錄,另一臺(tái)用于已記錄數(shù)據(jù)的后處理。整個(gè)系統(tǒng)采用的是 HBM catman 軟件進(jìn)行進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、記錄和分析。通過腳本自動(dòng)執(zhí)行某些任務(wù),例如為現(xiàn)場(chǎng)操作員和遠(yuǎn)程工程師定期生成報(bào)告和警報(bào)等。

橋梁修復(fù)中應(yīng)變測(cè)量的重要性

在 Herc_lio luz 大橋的修復(fù)過程中,一些步驟非常關(guān)鍵。例如,工作開始和結(jié)束時(shí)的負(fù)荷轉(zhuǎn)移。這些負(fù)荷轉(zhuǎn)移是采用液壓千斤頂來提升橋面,以便將眼桿支撐的荷載轉(zhuǎn)移到下部臨時(shí)結(jié)構(gòu),形成建造的四個(gè)“支撐塔”。在這種結(jié)構(gòu)中,如果結(jié)構(gòu)嚴(yán)重?fù)p壞,這種荷載傳遞會(huì)導(dǎo)致橋梁或臨時(shí)結(jié)構(gòu)失效。為了確保整個(gè)過程的最大安全性,需要對(duì)臨時(shí)結(jié)構(gòu)中的多個(gè)點(diǎn)的應(yīng)變進(jìn)行測(cè)量,以評(píng)估結(jié)構(gòu)和橋梁傳遞荷載是否均勻,是否按預(yù)期發(fā)生了荷載釋放。

荷載傳遞過程分階段進(jìn)行,每一步之后,負(fù)責(zé)項(xiàng)目的工程師都需要將結(jié)果與模擬數(shù)值進(jìn)行比較,以確認(rèn)結(jié)構(gòu)的性能是否在預(yù)期范圍內(nèi)。另外,還對(duì)臨時(shí)結(jié)構(gòu)的塔架和橋梁本身進(jìn)行了傾斜度測(cè)量。

另一個(gè)重點(diǎn)是測(cè)量風(fēng)和潮汐產(chǎn)生的負(fù)荷。這座橋梁位于島嶼和大陸之間的一個(gè)變窄點(diǎn)上,風(fēng)速極高,很多時(shí)候會(huì)影響修復(fù)工程。因此在應(yīng)變和傾斜度測(cè)量的同時(shí),還需對(duì)海流和風(fēng)進(jìn)行測(cè)量。



HBM 的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)在整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的安裝過程中為我們提供了極大的幫助,盡管安裝期間出現(xiàn)了不利的天氣條件。安裝結(jié)束后,并在運(yùn)營的第一個(gè)月為我們提供了直接支持,并簽訂了技術(shù)援助協(xié)議。系統(tǒng)的維護(hù)由 Teixeira Duarte 的技術(shù)人員執(zhí)行,并在現(xiàn)場(chǎng)接受了HBM 的培訓(xùn),HBM 還將為整個(gè)項(xiàng)目提供遠(yuǎn)程支持。里卡多·馬丁斯說,這種良好的合作關(guān)系使監(jiān)測(cè)系統(tǒng)得以正常運(yùn)行。

Teixeira Duarte

Teixeira Duarte 于1921年成立,是葡萄牙最大的經(jīng)濟(jì)集團(tuán)之一。

其在四大洲18個(gè)國家擁有約10500名員工,專注于建筑、特許經(jīng)營和服務(wù)、房地產(chǎn)、酒店、分銷和汽車等六個(gè)不同行業(yè)。在建筑領(lǐng)域,主要從事建造橋梁、水壩、醫(yī)院、道路和其他公共工程等大型基礎(chǔ)設(shè)施。