日本桥梁和建筑结构监测的研究与实施综述丨Engineering(19)

监测的主要目的是观测拓宽后的道路可能对桥梁形状和相关内力平衡造成的影响。这主要是通过使用位移计测量变形和对几个关键位置进行光学测量来实现的，关键位置包括桥塔的顶部（δ1）、桥塔的中部（δ2）、桥墩的顶部（δ3）和主梁的端部（δ4）[图14（b）]。由于施工人员提供了完工阶段的原始测量数据，因此研究人员可以轻松地将每个修复工作阶段进展过程中的结构条件与原始条件进行比较。图15展示了各个修复阶段的位移测量点和相应的测量值。通过对比发现，关键位置的位移仍低于设计值。此外，研究人员在日本户畑市和若松市两地之间的桥梁上观测到了对称运动，这意味着在桥梁修复工作期间，内力之间的平衡得到了密切维护。从振动监测系统中可观测到，在桥梁被加宽之后，其自振频率没有变化或轻微增加。因此，研究人员预测，桥梁不会出现影响气动稳定性的重大损伤或软化。

图14（a）若户桥；（b）若户桥主梁被扩宽后，在桥上进行的变形测量。经J-STAGE许可，转载自参考文献，1991

图15 若户桥的变形测量。（a）户畑侧；（b）若松侧。阶段0=设计值；阶段1=完成时；阶段2=修复前；阶段3=中心跨度被缩减一半时；阶段4=修复后的设计值；阶段5=修复后
大跨度桥梁的变形监测不仅在修复工作中很重要，在强风和台风等极端载荷条件下也很重要。在世界上跨度最长的明石海峡大桥上，研究人员通过GPS传感器测量了主梁在各个位置的横向位移。强风和台风期间的变形对于桥梁性能的评估和维护是很重要的。图16显示了在2003年台风“埃陶”（Typhoon Etau）期间观测到的主梁横向位移。同时，研究人员还测量了横向位移（通过GPS传感器测量）、加速度和主梁中心的风速。