分析可知，通过监测支座反力监测桥梁施工和使用安全性 是桥梁健康监测的一种行之有效的办法，研制一种具有负荷传 感器功能、具有实用推广价值的测力支座便成为桥梁健康监测 的关键。另一方面，桥梁健康监测应是一种长期、日常化的工 作，要求支座反力数据的采集与分析必需实现自动化，否则， 桥梁的健康监测是一项无法完成的工作。
0 5000KN· m
时段一：定时
桥名
时段二：03:00:00 至 08:00:00 10
时段三：08:00:00 至 18:00:00 2
安全
102#
103#
104#
105#
106#
107#
时段四：18:00:00 至 20:00:00 5
预警
报警 开始采集 重新设定
里程
里程
里程
里程
里程
里程
超静定结构采集模式设置：
2000年8月27日连接台湾高 雄屏东两县的重要通道高坪大 桥突然拦腰断裂桥面下陷100米 至少有17部车辆受困在断裂倾 斜的桥面处5部车掉入河水中， 22人受伤住院。
2007年10月23日23时许内 蒙古自治区包头市民族东路高 架桥桥面发生倾斜行驶在桥上 的两辆重型货车随路面侧滑到 桥底造成桥下包环，铁路专用 线中断。
1. 桥梁健康实时监测的意义、技术难点 目前桥梁设计规范中，由于没有有效测试手段，一些桥梁荷载 及其分布是基于一定的假设后通过计算得出的，计算结果与实际存在一 定的误差。误差过大可能造成桥梁使用不安全或安全度过大产生浪费。 因此实测出上述荷载，是桥梁设计安全性和经济性的必要前提。近年来， 国内外桥梁时有垮塌的恶性事故发生，这些恶性事故有些发生在桥梁施 工期间，有些出现在桥梁运营若干年后，给各国人民生命财产造成巨大 的损失。造成桥梁破坏的因素虽然多种多样，归其原因是各种外界因素 使桥梁和地基基础承受的荷载及其分布发生变化并积累到一定程度，超 过桥梁结构或地基基础的承受能力所造成的。
选择项目
桥名
线路名称： 成绵乐铁路客运专线
区段选择： 成都-新津
结构类型
显示反力分布图
桥梁名称
×××桥A连续梁桥 ×××桥B连续梁桥 ×××桥C连续梁桥 ×××桥D连续梁桥
里程选择： 默认起始里程 默认终止里程 弯矩图 关闭警戒线
反力数据表
安全 预警 报警
桥名可多选 最多4座
采集时段： 时段一：定时 时段二：03:00:00 时段三：08:00:00 时段四：18:00:00
频率：
08:00:00 10 18:00:00 2 20:00:00 5
开始采集 重新设定
恢复最近一次采集模式 恢复系统图形区域设置
25000KN 20000KN 15000KN 10000KN 5000KN
智能桥梁支座及 桥梁安全预警物联系统
中国铁道科学研究院铁道建筑研究所
2011年12月12日
目
录
一、 桥梁健康监测的意义、技术难点及解决方法 二、 智能测力支座系统的组成及其特点 三、 智能测力支座系统的应用
1.桥梁施工和运营安全监测及预警 2.桥梁荷载研究 四、 创新及意义
一、 桥梁健康实时监测的意义、技术难点及解决方法
-15000KN· m -10000KN· m
0 5000KN· m
34500 31560
图2 监测平台主界面图
注销
日志
帮助 用户管理
108#
109#
里程
里程
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里程
里程
智能测力支座系统具有如下特点： ①测力支座是一种球型支座，满足桥梁支座的各种使用要求；
同时也是一种单向或多向大负荷传感器，可对作用在桥梁上 的各种竖向和水平方向的荷载单独或同时进行测试。 ②测力支座采用的传感器、数据采集与传输模块均为经过长期 考验的成熟技术，测试方法可靠，精度高。 ③系统可根据需要，对使用该系统的所有桥梁的健康状况实现 集中监测与管理，监测数据多部门分享。
二、 智能测力支座系统的组成及其特点
图1 系统组成
数采模 块
图1所示，智能测力支座系统是一个以测力支座为核心部件、以
数据自动采集模块和远程数据传输模块为辅助设备，借助现代通信
网络和远程监测平台组成的桥梁健康监测物联网系统。图2为监测平
台主要操作界面。
桥梁安全运行智能监测系统
查询
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应用程序 安全管理
运营期间，桥梁是否存在隐患，目前仅有的手段是难以及时 发现的，更无法了解桥梁可能出现的劣化趋势。因此，迫切需要 一种行之有效的自动化手段对大量新建的桥梁进行健康监测。
2.解决方法 桥梁支座是连接桥梁上、下部结构的关键受力构件，上部结构 的荷载通过支座传给下部结构和地基基础；地基基础支承状态发生 变化，将改变支座反力和上部结构内力的分布。由此可见，支座反 力的分布直接反映了桥梁结构内力和地基基础的支承状态，通过监 测支座反力分布状态及其变化规律，可了解桥梁结构内力的实际分 布状态、地基基础的支承状态及其变化规律，据此便可对桥梁的健 康状态进行分析并作出正确的判断。
④ 系统实现数据采集与分析自动化，具有自检、预警和报 警等智能化功能。
⑤ 监测界面采用开放式设计，可根据不同桥式，输入不同 的结构内力计算公式，界面设计人性化，使用灵活方便。
⑥ 系统构成简单，安装方便。
三、 智能测力支座系统的应用
智能测力桥梁支座系统可广泛应用于铁路、轻轨、公路、市政道 路各种桥梁，特别是大跨度桥梁如连续梁桥、斜拉桥、悬索桥以及各 种跨大江河和跨海大桥的施工和健康监测，也可用以开展桥梁荷载的 实测研究，应用前景广阔。
25000KN
20000KN
15000KN
10000KN
5000KN
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里程
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34500 31560
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里程
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里程
采集模式设置 自动模式 手动采集 动态模式 停止采集
静定结构采集模式设置： 采集时段：
频率：
-15000KN· m -10000KN· m
为保证桥梁的安全及设计的经济合理，准确测出桥梁的各种 荷载、监测桥梁各阶段的受力状态和工作状态具有重大的意义和 紧迫性，然而，国际上尚没有一种能够对桥梁整体的受力状态或 桥梁的工作状态进行实时监测与安全性评估的可行方法。
施工阶段，目前施工监测常用的传感器主要有应变计和位移 计两种。应变计用以测试桥梁局部应变，是一种间接的局部应力 测试方法，难以通过应变的测试，全面了解桥梁上部结构和下部 结构的整体受力状态。