橋（qiáo）梁監測是（shì）通過對橋梁結構狀態的監控與評估，為橋梁在特殊氣候交通條（tiáo）件下或橋梁運營（yíng）狀況嚴重異常時觸發預警信（xìn）號，為（wéi）橋梁維護、維修與管（guǎn）理決策提供（gòng）依據和指導。監測係統對以下幾個方麵進行監控：橋梁結（jié）構在正常（cháng）環境與（yǔ）交通條（tiáo）件下運營（yíng）的（de）物（wù）理與力學（xué）狀態；橋梁重要非結（jié）構構件（如支座）和附（fù）屬設施（如振動控製（zhì）元件）的工作狀態（tài）；結構構件（jiàn）耐久性；橋梁（liáng）所處環境條件等。

（一） 監測範圍

1. 敏感部位監測。一般隻在橋梁內力、應變、位移變化和裂紋（wén）產生對橋梁影（yǐng）響至關重要的（敏感）部位進行監（jiān）測（cè）。

2. 總體監測。特大（dà）橋梁構造複雜，難以做到（dào）地毯式人工監測。鑒於特大橋梁的重要性，需要適時地得到橋梁正（zhèng）常工作的總體狀況。通過對可能取得的（de）橋梁工作參數，采用不同的方法進行“識別”找到橋梁異常的一個或幾（jǐ）個可能部位，再由（yóu）配備檢測設（shè）備（bèi）的專業（yè）人員到（dào）可能異常部位檢測。

（二） 監測（cè）方式

1. 人工監測：配備（bèi）簡單的儀器，用人工作地毯式監測，用模糊分級描述橋梁狀（zhuàng）況（kuàng），一（yī）般可作為定期監測、突發性事（shì）件後的特別（bié）監測。

2. 自動（dòng）檢測：用固定在橋梁上的專用設備，實際地監測（cè）橋梁的工作參數；由專用設備和軟件對工作參數進行識別加（jiā）工（gōng），得到能（néng）反映橋梁工作狀態的狀態信息；再用特定的方法（fǎ）分析這（zhè）些信息並與橋梁的健康檔（dàng）案相比較，給（gěi）出橋梁的健康狀（zhuàng）況或損傷狀（zhuàng）況。一般適用於特大的或重要的橋梁在線監測。這種方法（fǎ）自動化程（chéng）度高，是當前（qián）研究熱點與發展方向；但是（shì）難度大，目前使用尚少。

3. 聯合監測：考慮到前兩種方法的實際情況（kuàng），用各種小型的自（zì）動化程度較高的儀器，配合人工監測，是一個比較可行的方案（àn）。

（三） 監測的狀態

1. 靜態：監測橋梁結（jié）構的靜態幾何和力學參數，用（yòng）以分析橋梁結構（gòu）的工作狀（zhuàng）態。靜態監測比較困難，一般都是加載檢測。但是靜態參數比較（jiào）直觀地反映了橋梁（liáng）的工作狀態。

2. 動態：監（jiān）測橋（qiáo）梁結構的（de）動態幾何和力學參數，用以分析橋梁（liáng）結構的（de）工作狀態。動態監測適用於（yú）運營監測。

（四） 常規監測的工作（zuò）參數及橋（qiáo）梁監測係統與手段

1. 常規監測的工作（zuò）參數

（1） 位移。包（bāo）括絕對位移和相（xiàng）對位移，靜位移和動位移。

（2） 變形。如靜態撓度、靜態（tài）應變等。

（3） 力。如索的（de）張拉力。

（4） 動力參數。如速度、加速度、可轉（zhuǎn）換成頻率（lǜ）、振動，再轉換成張力、位移。

（5） 外觀和完整率。如氣蝕、磨損、裂（liè）縫、剝落。

（6） 物理化學現象（xiàng）。如混凝土堿集（jí）料反應、混（hún）凝土中（zhōng）性化（碳化、酸雨、氯蝕）、鋼材鏽蝕。

（7） 環境。如風（fēng）速（向）、空氣（或橋體（tǐ））溫度、地震、交通量（和荷載）。

2. 橋梁監測係統與手段

橋梁監測係統由傳感器（包括（kuò）傾（qīng）角傳感器、加速傳（chuán）感器、溫度傳感器、應力傳感器、拉力傳感器、壓力傳感器、位移傳感器（qì）、濕度傳感（gǎn）器等）、信號調理模（mó）塊、傳輸模塊、數據采集係統、健康（kāng）監測模型、預警模塊等組成。主要儀器包括位移（yí）（量程）計、傾斜儀、（高程、方位、距離）測量設備、GPS、數字（zì）成像機；位移傳（chuán）感（gǎn）器、電阻應變儀、壓電式應變儀、振弦應變儀、分布（bù）式光纖應變計；壓力（lì）環、磁彈性張（zhāng）力計、油壓計（jì）、剪力（lì）銷等；速度計、伺服（fú）（或壓電）加（jiā）速度計算；刻度放大鏡、數字成像機、超聲探測儀、地麵雷達等；化學試劑試驗、由外觀特征判斷（duàn）、鋼筋鏽蝕儀；風向（速（sù））計（jì）、空氣（qì）（或埋入式）溫度計、當（dāng）地的地震觀測數據、交通量觀測儀、埋入（或（huò）移動）式稱（chēng）重儀、攝像機等。

首先各種傳感器采集橋梁運行過程中的各種形態變（biàn）化，經過信號調整後，通過傳輸模塊（kuài）傳輸回（huí）總控製監測室，總控中心有大型的數據采集係統針對橋梁總體的各種信號進行采（cǎi）集，將采集到的信息記（jì）錄並由（yóu）健康監測模型分析，當橋梁變形超差振動超差位移超差應力超差時，啟動預警模塊，為橋梁維護人員（yuán）提供維修維護信息，避免橋梁因在非健康狀態下使用而導致垮塌（tā）等引起的財產損失 。

二、

橋梁施工監控技術，就是把現代控製理論應用在橋梁施工工程中，確保施工（gōng）過程中，橋梁（liáng）結構的內力、變形（xíng）一直處於允（yǔn）許（xǔ）的安全範圍內，確保最終的實際（jì）橋梁變形和內力符合設計理想的變形（xíng）控製、應力控（kòng）製、穩定控製的綜合體現。

（一） 橋梁（liáng）施工控製（zhì）方法（fǎ）

橋梁施工控製方法可分為事後控製法、預測控製法（fǎ）、自適應控製法和最大寬容度控製法幾種。

1. 事後控製法是指在施工中，當已成結構狀態與設計要求（qiú）不符時，可通過一定手段對其進行調整，使之達到要求，這種方法現在已應用不多。

2. 預測控製法是（shì）在考慮施工方案和影響（xiǎng）橋梁狀態的諸多因素而確定橋梁的應變和應力的理想狀態後邊（biān）（稱控製理想狀態），針對施工過程中，由於實際情況和假定諸因素之間不一致而產生誤（wù）差（這些誤差值由監測測（cè）試係統反饋後（hòu）），在調試（shì）係統中進行修正，在給定下一步（bù）的數據，對結構的每一個施工（gōng）階段形成的前（qián）後的狀態進行預測，使施工實際沿著預定的理想狀態進行的控製方法。這種方法是采取糾偏（piān）終點控製方法，即在（zài）施工過程中，對產生主梁線（xiàn）性偏（piān）差的因（yīn）素跟蹤控製，隨時（shí）糾偏，最終（zhōng）達到理想線形，這（zhè）種方法常用卡爾曼（Kalman）濾波法和灰色理論等。

3. 自（zì）適應控（kòng）製法也（yě）稱為參（cān）數識別修正法，是指在控製開始時，控製係統的某些設計參數與實際情況不完全相符，係統不能按設計要求得到符合實際的輸出結果（guǒ），但是在係統的運行過程中，通過係統識別或參（cān）數估（gū）算，不斷修正參數，使設計輸出與實際輸出相符，從（cóng）而得到控製。這種方法是（shì）應用現代控製理論（lùn）中的（de）自適應控製法，即對施工過（guò）程中的標（biāo）高（gāo）和內力的（de）實測值與預（yù）計值（設計值）產生偏（piān）差的原因，從而對（duì）參數進行修正，達到雙控的目的。

4. 最大寬容度控製法是是誤差的容許值法，即在設計時給予主梁標高和（hé）內（nèi）力最大的寬容度，這種方法減少了控製的難（nán）度。 影響橋梁施工控製的因素主要（yào）有結構參數、施工誤差因（yīn）素、監測因（yīn）素和結（jié）構分析計算模型、溫度變化與材料收縮影響、徐變因（yīn）素等。結構參數包（bāo）括材料密（mì）度、結構部（bù）件截麵尺寸、材料彈性模量、材料的（de）熱膨脹係數、施工荷（hé）載及預加應力或索力等，監測包括（kuò）溫度、應力和變（biàn）形監測等內容。

（二） 各種橋梁（liáng）的施（shī）工控製特點

施工控製（zhì）最基本的要求是保（bǎo）證施（shī）工中安全和結構恒載內力及（jí）結構線形（xíng）符合設（shè）計要求。由於橋梁結構形式和施工（gōng）方法有許多種，對於具體某一座橋梁的施工控製（zhì）又有（yǒu）它的側重點。

1. 斜拉橋（qiáo）施工時，在主梁懸臂澆築或懸臂拚裝過程（chéng）中，確保主梁線形和順，正確是第一位的，施工中以（yǐ）標高控製為主。所謂以標高控製為主，並非隻控製主梁的標高（gāo），而不顧及拉索索力的偏差。施工中應根（gēn）據結構本身的特性和施工（gōng）方法的不同，采取相應的控製策（cè）略。若主梁剛度較小，斜拉（lā）索（suǒ）索力變（biàn）化了很多，而懸（xuán）臂端撓度（dù）的（de）變化卻非常有限，施工中應以拉索張拉噸位進行控製，然後根（gēn）據標高的實測情況，對索力作（zuò）適當的調（diào）整。此時標高、線形的控製主（zhǔ）要是通過混凝土澆（jiāo）築前（qián）底模標高的調（diào）整（懸臂（bì）澆築方法）或預製（zhì）塊件接縫轉角的調整（zhěng）（懸臂澆築（zhù）方法）來加以實現的。

2. 懸索橋的主要承重（chóng）結構是主（zhǔ）索，主索在施工（gōng）中又是懸索（suǒ）吊裝的主要承重結構，主索一經架好，它的長度和線形調整很小，為了確保懸索內力和線（xiàn）形符合設計要求，主索的無應力長度（下料時的長度（dù））要嚴（yán）格加以控製，尤其對基準束的尺寸要更加（jiā）重視。對（duì）於加勁梁的拚裝，為了保證符合設計線形，吊杆的下料長度（無應力長度）將又是一（yī）個控製重點。可以看出，為了使在無應力狀態下結構各部分的尺寸準確無誤，故要有一個符合結構實際的計算程序。在施工過（guò）程中除了主索（suǒ）和加勁梁外，對橋塔受力、索（suǒ）鞍偏移、吊（diào）杆和（hé）主索索（suǒ）股受力均勻性等應嚴（yán）加跟蹤控製，以保證應力和線形的雙控製（zhì）實現。

3. 大跨度混凝土拱（gǒng）橋同樣按（àn）安全、線形和恒載內（nèi）力的要求（qiú）進行施工控製。由於大跨度混凝土（tǔ）拱橋拱肋截麵多采（cǎi）用底板、側板、頂（dǐng）板（bǎn）分次澆築完成的組合（hé）截麵，必然造成結構撓度和內力的重分（fèn）布，為了確保拱肋應力和變形符合設計要求，要嚴格進行雙控，但拱肋的形成（chéng）一般要靠勁性骨架進行澆築，其拱肋各段是在工廠放樣加工製作的（無應力長度），骨架一（yī）經和龍，今後無法進行大（dà）的調整，所以大跨度混凝土拱橋的施工控製，首先要把好骨架無應力長度控製這一（yī）關，然後，做好拱肋混凝土澆築的跟蹤施工、控（kòng）製，確保拱肋應力和標高符合要求。拱橋是以受壓為主的結構，對於施工過程中（zhōng）結構（gòu）的穩定性要給予關注。

4. 預應力混凝土連續梁或連續剛構相對斜拉橋而言，沒有斜拉索，其施工（gōng）控製與斜拉橋主梁相同。 凡是以懸臂澆（jiāo）築或懸臂拚裝施工的橋梁，都是逐節段向前推進的（de），施工控製中常采用逐節段跟蹤控製（zhì）的方法。