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克罗地亚大型桥梁监测性能克罗地亚大型桥梁监测性能 伊莱娜伊莱娜 BleizifferBleiziffer 和法理拉迪奇和法理拉迪奇 IGH学院、土木工程、克罗地亚萨格勒布大学,萨格勒布、克罗地亚 摘要摘要：本文讨论监测克罗地亚七个钢筋混凝土拱桥的性能。 桥梁是道路网络系统中的重要环节。有效的系统性桥梁管理办法，桥梁维 修活动的规划是必不可少的。结构健康监测技术，可以实现提高维护管理。长期 的应力，应变和腐蚀控制监测系统进度已安装三大克罗地亚钢筋混凝土拱桥。 进 一步研究与开发所需的监测策略，解决全桥结构。 1 1 引言引言 1.11.1 克罗地亚道路网络克罗地亚道路网络 像大多数欧洲国家一样，道路网络，是迄今为止克罗地亚陆地运输的最重 要的元素。 根据克罗地亚法律， 公共道路正式被列为 （官方宪报刊登的 ROC， 2008 年） ： （1）高速公路（1.200 公里）; （2）国道（6.800 公里）; （3）县级公路（10.800 公里）; （3）地方公路（10.300 公里） 。 一般来说， 高速公路网络运输效率是最高的，而这又是对一个国家的经济 和社会发展的贡献最大的，具有极端的重要性。在过去的几十年里，克罗地亚在 大规模投资建设高速公路（图 1），这将整合该国最偏远的地方，并提供快捷， 方便和舒适的交通运输的人员，货物和服务。 尽管克罗地亚高速公路网总计划长度为 1.500 公里，似乎并不长，但值得 一提的是，克罗地亚以人均 10m 的高速公路占有量超过有些国家，例如，英国， 爱尔兰，希腊和意大利。 共 1.200 公里的高速公路网络目前在克罗地亚， 分布在服务车道数的长度 如下（HUKA，2009a） ： （1）单一的行车道（175 公里）; （2）双程双线分隔行车道（1.003 公里）; （3）三线双程行车道（21 公里） 。 克罗地亚条收费高速公路网络（图 2）是由 4 家公司经营 (HUKA, 2009a): (1) Hrvatske autoceste d.o.o. (816 km); (2) Autocesta Rijeka-Zagreb d.d. (182 km); (3) Bina-Istra d.d. (141 km of single carriageway); (4) Autocesta Zagreb-Macelj d.o.o. (60 km). 1.21.2 融入现有的部分资金融入现有的部分资金 虽然在克罗地亚新的施工建设投资仍然很高（图 3） ，但是桥梁业主和专业 人士已开始转向方法和技巧，保护其资产的安全性和可维护性。 最主要的问题是一些最古老的高速公路路段， 即 183 公里的高速公路旁从从萨格 到勒布斯拉沃尼亚布罗德（参见图 2） ，自从在 1980 年代他们完成了就没有定期 维修， 那是不可能进行维修的，因为 1990 年那里是战争年代著名的活动的地区。 在 2003 年开始修复工作主要包括路面修复(更换磨损过程中,如有必要,粘结 层)、设备更换、排水系统修复，以及技术要求高和昂贵的维修费用甚至高于更 换严重恶化的高速公路结构(图 4)。 2 2 大型克罗地亚道路桥梁的监控性能大型克罗地亚道路桥梁的监控性能 在过去十五年里的健康监测技术的出现作为一种新的方法来收集有关使用 附加或嵌入传感器提供一些异常情况时，结构检测指标的关键结构元素的数据。 据耗资 345 报告，监测可以定义为任何周期或连续操作量化结构或结构构 件的行为在某种程度上可以评估其适用性和稳定性， 。 观察和测量结果将被用来: （1）比较预测和实际的服务表现（检查设计假设的有效性）; （2） 检测到的缺陷， 因为他们在服务中发生 （因为它们可能影响可用性或安全） ; （3）提供的数据评估的适用性或安全水平。 可以实现监测工作： （1）施工前（以确定建造工程的效果）; （2）在施工期间（在应力问题时，或在一些建筑细节的变化）; （3）服务（如评估条件的一部分）。 有在克罗地亚的 7 个主要的钢筋混凝土拱桥，桥位于亚得里亚海海岸线， 跨度从 200 米到近 400 米不等。这些都是在施工的时间顺序： （1）希贝尼克大桥完成于 1966 年在中央 达尔马提亚跨希贝尼克湾; （2）帕格大桥于 1968 年完成连接与内地的帕格岛; （3）克尔克大桥（两名拱桥）在 1980 年完成克尔克岛与大陆连接起来; （4）马斯利尼察大桥于 1997 年完成新的高速公路进行跨 Novsko 两岸; （5）Skradin 大桥于 2005 年完成新高速公路进行横跨克尔卡河峡谷; （6）塞蒂纳大桥于 2006 年完成。 四亚得里亚海拱桥希贝尼克大桥，帕格大桥和克尔克桥通常称为的克罗地 亚亚得里亚海拱桥的第一代，而马斯利尼察，Skradin 和塞蒂纳桥梁的更近期完 成。 2.12.1 克罗地亚亚得里亚海拱桥：第一代服务性能的桥梁：克罗地亚亚得里亚海拱桥：第一代服务性能的桥梁： 相对于桥梁在下一章加以讨论,耐久性设计的第一代的大型钢筋混凝土拱 桥通常被看作是次要的。这些都是开创性的工程结构,无论是在跨度和施工技术方 面,努力投入以确保稳定性。在设计与施工上，氯离子对钢筋混凝土结构的威胁 并没有高度重视,例如在 1960 年代,正如今日一样。 帕格大桥修复工程后已经开始了十年的服务,但没能证明有效的停止腐蚀 的过程。 开始于 1991 年,主要重建修复拱门,终于在 1999 年完成时，原来的混凝 土上层建筑被拆除,代之而起的是一种全新的钢结构。柱进行了修复，由钢材和 混凝土包住。 大桥在 2009 年开展的检查和钢结构部分条件被评为令人满意,虽然 轻微局部缺陷进行检测。然而，检查和有限的测试表明，需要更详细的调查上拱 干扰分层和氯离子含量被发现的情况下最终结论。 克尔克大桥维修工程，几年后开始完成对上层建筑的支护加固。在 20 世纪 90 年代,维修被扩大到包括修复较小的拱门。拱肋和吊杆制定不同的修复技术。 小拱最近已修复去除污染的混凝土，与喷浆随后的更换和添加保护涂层。较大的 拱维修对工程师提出了重大挑战。拱实际上是斜支柱支撑。经过多年的研究和测试 各种防腐系统、阴极保护方法被选为这部分的结构(Beslac et al., 2007)。所 有这些修复工程不仅是价格昂贵的,但技术上要求高的任务和执行都是非常困难 的。 希贝尼克大桥是不太接触到海洋环境， 虽然是克罗地亚最古老的大型桥梁， 只有轻微的修复工作进行至今。 大桥在2005年进行了彻底检查，目前正在进行修 复计划的设计。 2.22.2：第二代克罗地亚亚得里亚海主拱结构的健康监测第二代克罗地亚亚得里亚海主拱结构的健康监测 欧洲先进的遥感和信息技术的发展为桥梁监测铺平了道路, 以弥补仪器 和结构健康监测，桥梁结构健康监测仪器旨在监控与评估结构性能和环境影响, 加上可维修性水平和事件。 对于第一次在克罗地亚、 桥梁监测系统的长期控制应力、应变和腐蚀进展 Maslenica被设置在桥上。 目的是为了密切监视两结构性能和耐用性相关的性能, 以便于今后的维护活动及时调整和干预措施。 马斯利尼察高速公路桥(Candrlic et al., 1999)在 1997 年完成。 大桥采用的 钢筋混凝土拱结构，跨度为 200 米。固定拱的横截面是一个不断深入的枷锁。 桥 梁上部结构包括八个简单的预应力梁和预制连续超过中间支座和甲板中相互关 联的地方，用以支撑跨梁。马斯利尼察高速公路桥的拱悬挑自由移动模板车， 利 用制动和辅助钢塔建造。 监控系统(Simunic et al., 1999) 是用来记录的应力和应变，根据不同的施工 阶段和负载测试之前的桥梁（图7）。此外，监测环境参数，如空气温度，风速 和风向的预期。 图7：应变计位置（顶部）和腐蚀马斯利尼察上安装的传感器（下）桥 该系统由 92 应变计，40 个温度传感器和 21 个（阳极梯）腐蚀传感器安装 在精心挑选的拱上节点， 这些记录的需要， 作为未来的测量参考结构的初始条件。 不幸的是，不久后监测项目被叫停。 Skradin 大桥监控包括结构和耐久性能监测，比马斯利尼察大桥上安装的 压力表要少。 Skradin 大桥是一座钢筋混凝土拱桥， 主跨在 2005 年完成了由 52 米到 204 米。而不是传统的预应力混凝土预制梁和现浇梁，复合式的上层建筑（28 至 32 米跨度）被选中。它由钢架和钢筋混凝土甲板组成。桥面为两车道行车。构建了 由自由悬挑拱模板车行驶在 5.25 米长的段。钢上层建筑竖向纵向横向，分三个 阶段进行。 混凝土桥面形成了全面深入的预制板，现场浇注混凝土纵向和横向剪力连 接件使得以上节点互相连接。 监测系统包括结构上的连续监测，应变，温度和湿度，定期位移测量，并 定期测量评估腐蚀进展（图 8 和 9）（RAK 等，2006）。 上层建筑是由 16 个应变计，12 个温度传感器，1 个湿度传感器进行检测。 主拱圈是 6 个腐蚀传感器（阳极梯），12 个应变计，9 个温度传感器，和 1 个湿 度传感器检测。 每年两次在4个车道的13个检测点（每边各车道）进行位移监控，位于每个 桥墩桥台和测量点。 应变监测开始于2005年6月期间进行荷载测试。于2004年5月进行了初步的 腐蚀测量。腐蚀传感器的读数预期的频率是每年的2至4倍。 塞蒂纳大桥监控系统是类似Skradin大桥上安装的系统。塞蒂纳大桥 （Zderic等， 2007） 是钢筋混凝土拱桥， 主跨在2006年完成了由21.5米上升到140 米。桥梁上部结构包括五个简支的预应力梁。 监控系统包括结构上的连续监测，应变，温度和湿度，定期位移测量，并 定期测量评估腐蚀进展（图10和11）（RAK等，2005）。 上层建筑的检测是由16个应变计（四），2个温度传感器（T）的仪表， 1 组合湿度+温度传感器（T + V）。 主拱圈是由6个腐蚀传感器（阳极梯）（即K1 - K6），12个应变计检测，（D） 4 个温度传感器（T）和1组合湿度+温度传感器（T + V）。预计腐蚀传感器的读数 频率是每年2至4倍。 每年两次在2车道的11个节点（每车道的边缘）进行位移控制，位于在每个 桥墩桥台和测量点。 3 3结论结论 建议落入特定类别的所有桥梁（out-of-ordinary）结构进行监测系统的安装， 以确保其长寿和安全作为一个项目层面上的优化管理。 桥梁监测系统的设计和执 行适当的规划，最重要的是其正常运作，并进一步分析结果。为了使桥梁管理系 统记录的数据集成，这是必要的定义，监测以及简化模型，以便预测日后恶化的 关键参数的临界值。 亚得里亚海大型桥梁的检查和评估的经验， 可作为一个起点， 而在检测桥梁应提供足够的数据更准确地确定对应不同环境条件下的临界值和 恶化的曲线。需要进一步研究，制定监测策略，解决全桥结构。 参考参考 拉迪奇candrlic五，研究和品尝Z。，1999年。马斯利尼察公路大桥的设计 和施工。在FIB结构混凝土研讨会论文集 - 人，第二卷，p.551-555之间的桥梁。 成本评估公路结构所需的 345 程序，联合工作组 2 和 3 的报告：在欧洲国 家使用的方法，检查和评估公路结构的条件。 2004 年，http:/cost345.zag.si/（18-05-08）。胡卡收费公路特许经营协会 （克罗地亚），2009。关键人物。萨格勒布：HUKA.HUKA 协会的收费高速公 路特许经营的网站 （克罗地亚） ， 2009。 http:/www.huka.hr/ （10 年 12 月 3 日） 。 克罗地亚共和国“官方公报”，122/08，2008。 http:/www.nn.hr/（10 年12月3日）。 Gasparac西穆尼克Z。，一和二，1999年帕夫洛维奇。监测的马斯利尼察大 桥duringConstruction。在IABSE研讨会结构的法律程序，为未来的搜索质量的 CD-ROM。 里约热内卢：IABSE。RAK 研究，Bjegovic 四，Krolo 研究和 Stipanovic 一， 2005 年。塞蒂纳桥（Projekt monitoringa 对华荠 preko rijeke Cetine）的监 测项目。萨格勒布：萨格勒布大学土木工程学院。 RAK 研究，Bjegovic 四，Krolo 研究和 Stipanovic 一，2005 年。监测项目 塞蒂纳桥（Projekt monitoringa 对华荠苎 preko rijeke