斜拉橋是將主梁用很多拉索直接拉到橋塔上的橋梁，是由受壓的塔、索和彎曲梁體組合而成的結構體系。它可以被視為拉索代替支腿的多跨彈性支撐連續(xù)梁。它可以減少梁體內(nèi)的彎矩，降低建筑高度，減輕結構重量，節(jié)約材料。加強和防范斜拉橋的病害，對最大限度的延長橋梁壽命至關重要。

　　1斜拉橋病害與成因概述

　　斜拉橋按照主要承重構件可分為斜拉系統(tǒng)，索塔，主梁，下面對此逐條闡述。

　　1.1斜拉系統(tǒng)病害

　　斜拉橋主要受力部件之一的斜拉索，需要通過塔和梁的錨固系統(tǒng)的傳力才能實現(xiàn)其功能，他們共同工作，任一構件失效，此部分即失效。在此參照相關文獻，把斜拉索和相應塔，梁上的錨固系統(tǒng)統(tǒng)稱為斜拉系統(tǒng)。

　　斜拉索的病害主要表現(xiàn)：a.拉索回縮，拉索鋼絲滑絲導致拉索索力退化。這個問題的主要原因是錨固系統(tǒng)結構不當、施工誤差、溫度影響等。b.拉索腐蝕。原因是防護措施無效。c.拉索振動。斜拉索暴露在自然環(huán)境中，在風、雨等激勵下，斜拉索表現(xiàn)出明顯的振動，振動增加斜拉索的張力，加劇斜拉索和錨具的疲勞破壞，另外，斜拉索的振動頻率接近主橋結構的基頻，也會引起整體的振動結合。此類病害下文還會重點分析。

斜拉橋索，索塔錨固區(qū)，受力集中，結構復雜，在恒負荷、活負荷和其他負荷的作用下，其病害問題應予以高度重視。錨系統(tǒng)病害的主要表現(xiàn):a.錨裝置疲勞。斜拉索暴露在自然界中，在各種負荷的作用下，斜拉索的力值是變化值，錨固裝置的疲勞損傷不容忽視。特別是錨固裝置本身存在焊接等原因的缺陷時，必須更加注意。b.錨頭生銹了。主要表現(xiàn)為下錨，長期處于潮濕環(huán)境。

?1.2索塔病害

??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????作用在電纜塔上的力除電纜塔本身外，還有電纜力的垂直分力引起的軸向力、電纜水平分力引起的扭矩和剪力、溫度變化、日照溫差、風荷、地震力、混凝土收縮徐變等都影響電纜塔內(nèi)力。索塔按材料類型可分為鋼筋混凝土和索塔。對于最常見的鋼筋混凝土鋼索塔，在各種載荷作用下主要表現(xiàn)為鋼索錨固區(qū)局部裂縫和塔根部裂縫，形成原因主要是基本載荷和溫度的影響。在存在下橫梁結構的橋塔中，可能還會出現(xiàn)橫梁裂縫，這主要是因為橋塔剛度不可忽略。

　　1.3主梁的病害

　　對于常用的混凝土主梁，主要是梁體的裂縫。這些裂縫大部分是由施工誤差，混凝土收縮，溫度變化，局部錨固應力過大等因素誘發(fā)。當然也有因為設計問題產(chǎn)生的，如抗裂性不足，產(chǎn)生受彎裂縫和受剪斜裂縫等。鋼梁和鋼混合梁主要是鋼結構制造過程、焊接等缺陷引起的疲勞、脆性等問題。特別是對于結合梁，混凝土收縮緩慢變化引起的橋面裂縫和鋼混結合部的疲勞，對于鋼橋，橋面鋪裝的病害充分重視。

2斜拉橋健康監(jiān)測和風險評估的研究現(xiàn)狀

邁瑞2.1橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)研究的意義是橋梁施工，運營中總會出現(xiàn)各種疾病，各種疾病對結構的影響不容忽視。特別是近幾年的垮橋事故頻發(fā)，提醒大家要用合理的方法檢測橋梁的健康狀況，對橋梁結構目前的運營狀況進行評估和風險評估。

橋梁健康監(jiān)測是指從建設、運營狀態(tài)的橋梁結構中獲得數(shù)據(jù)處理，評價結構的主要性能指標(如可靠性、耐久性等)的方法。結合無損檢測和結構特性分析，目的是診斷結構中是否有損傷，判斷損傷的位置，估計損傷程度和損傷對結構的結果。橋梁健康檢測就像橋梁醫(yī)生，可以說是評估橋梁健康狀況，制定治療方案。

一般來說，橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)包括傳感器和數(shù)據(jù)收集子系統(tǒng)、結構分析子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)和評價決策子系統(tǒng)。建立在線遠程健康監(jiān)測系統(tǒng)，還應包括網(wǎng)絡傳輸子系統(tǒng)。

2.2傷殘鑒定的方法歸類

對于大量的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，需要一定的評定方法。結構的健康監(jiān)測系統(tǒng)必須具備識別結構損傷的能力，結構損傷識別是健康監(jiān)測系統(tǒng)中的核心技術，健康監(jiān)測系統(tǒng)的性能在很大程度上取決于結構損傷識別技術的優(yōu)劣。筆者查閱了大量文獻，對當前比較常用的損傷評定方法進行分類如下：

　　2.2.1基于結構固有頻率的損傷識別方法自振頻率是結構剛度，整體特性的反映，在不同點對結構的頻率進行測量，對其間的構件局部損傷進行推斷。這種方法要求測量精度高，干擾小。在橋梁結構上應用較少。

2.2.2根據(jù)模具振動形狀的損傷識別方法，這種方法測量數(shù)據(jù)主要是結構振動形狀，通過比較結構損傷前后振動形狀，推斷結構損傷部位和損傷程度。

2.2.3根據(jù)柔性矩陣和剛性矩陣的損傷識別方法，該方法主要通過結構對負荷的反應和結構剛性相關的矩陣來確定結構損傷狀況。

2.2.4基于模型修正的損傷識別方法。該方法應首先建立結構模擬模型，修改模型參數(shù)，使計算結果接近測量數(shù)據(jù)。修改參數(shù)需要一定的方法來確定，這里不再展開。

2.2.5根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡的損傷識別方法。該方法通過測量數(shù)據(jù)和損傷建立神經(jīng)網(wǎng)絡損傷評估系統(tǒng)，對新測量的數(shù)據(jù)進行損傷評估，反復更新修正，提高了對復雜數(shù)據(jù)的識別能力。

2.2.6根據(jù)小波分析的損傷識別方法，這種方法可以處理不穩(wěn)定的數(shù)據(jù)，可以與其他方法結合使用。

2.3健康檢查系統(tǒng)在斜拉橋型應用的思考

上下，根據(jù)對斜拉橋病害的各種損傷認定方法的初步認定，筆者認為斜拉橋健康監(jiān)測應注意幾點:

斜拉橋病害形式多樣，不同損傷需要不同的方法認定，需要多種損傷認定方法。例如，在基于模型修正的損傷識別方法中，最好從現(xiàn)場初步了解斜拉橋的病害。

2.3.2健康檢查應抓住重點，分級可能發(fā)生損傷的部分，如重要、一般、次要。橋梁數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量非常大，有時需要重點處理或拋棄一些數(shù)據(jù)。同樣以模型修改的傷害識別方法為例，對重點關心部位的數(shù)據(jù)重點考察，給予更大的權重，更符合橋梁本身的受力特性，安全合理。

2.3.3健康監(jiān)測系統(tǒng)是綜合了多學科領域的復雜系統(tǒng)，對新技術的吸收能力也很強，簡單地從傳感器數(shù)據(jù)到計算機，可以分為有線、光無線、聲波無線等多種傳輸方法

3的結論和展望

。通過上述論述和分析，筆者進一步總結了

3.2通過橋梁結構健康監(jiān)測和安全警報系統(tǒng)的運行，建設管理部門、設計部門和橋梁監(jiān)測部門可以隨時掌握橋梁結構的內(nèi)力狀態(tài)和損傷狀況。由于系統(tǒng)能夠在橋梁結構危險萌芽階段發(fā)出預警，這對于保障橋梁安全運營具有重要意義。

　　3.3健康監(jiān)測，不僅通過對結構運營狀況下內(nèi)力，病害等情況的了解，可以反映結構實際情況，并對決策提供參考意見，而且對某種橋型的設計上也提供了實際的有價值的參考。

　　3.4對于健康監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，根據(jù)運營現(xiàn)狀采取合理的方式進行維修加固，是否進行維修，采取何種維修方式，什么規(guī)模的維修，等問題都可以在可靠度分析的基礎上，通過經(jīng)濟，社會評估后做出決定。

　　3.5在設計之初，應充分考慮到橋梁運營維護過程中的問題，比如某些稀索體系的斜拉橋，換索時必須封閉交通，從而設計中最好采用換索方便的密索體系。在確定維護加固方案時，經(jīng)濟比選擇的基準期也應該是橋梁的全壽命。

3.6斜拉橋是現(xiàn)代大跨橋研究和應用的重要方面，在理論研究、計算分析、施工組織設計的同時，應加大斜拉橋養(yǎng)護維護工作的投入。通過對病害類型的歸納和病害成因的分析研究，應針對性的采取防治和處置措施，避免或減小病害對橋梁運營帶來的損失。