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篇(1)

關鍵詞：工程結構可靠度綜述

對于結構可靠性這一學科，從其誕生到現在已經有了長足的發展：從基于概率論的隨機可靠性到基于模糊理論的模糊可靠性以及近年來提出的非概率可靠性，使得這一理論日臻豐富和完善，并深入滲透到各個學科和領域。

一、結構可靠性理論研究歷史

長期以來，人們就廣泛采用“可靠性”這一概念來定性評價產品的質量。這種靠人們經驗評定其產品可靠、比較可靠、不可靠，沒有一個量的標準來衡量。1939年，英國航空委員會出版的《適航性統計學注釋》一書中，首次提出飛機故障率不應超過10-5次3h，這可以認為是最早的飛機安全性和可靠性定量指標[1]；二戰后期，德國的火箭專家R.Lusser首次對產品的可靠性作出了定量表達。他提出用概率乘積法則，將系統的可靠度看成是各個子系統可靠度的乘積，從而算得V-Ⅱ型火箭誘導裝置的可靠度為75%[2]；1942年，美國麻省理工學院一個研究室開始對真空管的可靠性進行深入的調查研究工作。二戰期間，軍用電子設備的大量失效使美國付出了相當慘重的代價。于是引起了美國軍方對可靠性問題的高度重視，同時率先對可靠性問題進行了系統地研究，并于1952年成立了“電子設備可靠性咨詢組”，簡稱AGREE(AdvisoryGrouponReliabilityofElectronicEquipment)。該組織于1957年發表了著名的《電子設備可靠性報告》。報告中提出了一套完整的評估產品可靠性的理論和方法。該報告被公認為是可靠性研究的奠基性文獻。1965年，國際電子技術委員會(IEC)設立了可靠性技術委員會TC-56，協調了各國間可靠性術語和定義、可靠性的數據測定方法、數據表示方法等。上世紀60年代以來，可靠性的研究已經從電子、航空、宇航、核能等尖端工業部門擴展到電機與電力系統、機械設備、動力、土木建筑、冶金、化工等部門[3]。

結構可靠性理論的產生，是以20世紀初期把概率論及數理統計學應用于結構安全度分析為標志，在結構可靠度理論發展初期，只有少數學者從事這方面的研究工作，如1911年匈牙利布達佩斯的卡欽奇就是提出用統計數學的方法研究荷載及材料強度問題；1926年德國的邁耶提出了基于隨機變量均值和方差的設計方法，這是最早提出應用概率理論進行結構安全度分析的學者之一。1926～1929年，前蘇聯的哈奇諾夫和馬耶羅夫制定了概率設計的方法，但當時方法不夠嚴格，因此，未付諸實施。1935年斯特列律茨基，1947年爾然尼欽和蘇拉等人相繼發表了這方面的文章，結構安全度的研究逐漸開始進入了應用概率論和數理統計學的階段。值得指出的是，弗羅伊登徹爾差不多和爾然尼欽等人同時開展了結構可靠性的研究工作。他提出的在隨機荷載作用下結構安全度的基本問題首次得到工程界的贊同和接受。1947年他發表了“結構安全度”[4]一文，奠定了結構可靠性的理論基礎。

從20世紀40年代初期到60年代末期，是結構可靠性理論發展的主要時期。現在所說的經典結構可靠性理論概念大致就是這一時期出現的。隨著結構可靠性理論研究工作的深入，經典的結構可靠性理論得到了全面的發展。基于概率論的結構設計方法逐漸被工程界所接受。但在這一時期，結構可靠性理論還未能馬上被工程界廣泛應用，其原因如下[5]：

1．傳統的確定性結構設計方法當時在人們頭腦中根深蒂固，認為沒必要改變已用的結構設計方法，而且，結構的失效很少發生，即使發生結構失效，絕大數是由于人為差錯造成的，并非結構設計方法問題。

2．基于概率理論的結構設計方法似乎比傳統的確定性結構設計方法麻煩，涉及到當時比較難處理的統計數學問題。

3．當時有用的統計數據極少，不足以定義重要的荷載、強度的尾部分布。

除上述妨礙結構可靠性理論應用的原因外，當時結構可靠性理論本身也面臨兩大難題：

（1）結構可靠性理論所采用的數學模型不足以完全準確地反映應用情況，即模型誤差是未知的。

（2）即使是對一個簡單的結構，其失效模式可能多到難以計數，更不用說進行可靠度分析。

因此，二十世紀60年代初期，許多學者致力于克服上述困難的研究。例如林德等人把規范化的結構設計問題定義為尋求一套荷載和抗力系數的最優值問題，他們建議采用一種迭代過程確定結構的安全度和造價，康奈爾（C.A.Cornell）等人提出了與爾然尼欽相同的一次二階矩法，并建立了比較系統實用的一次二階矩設計方法，利用結構的可靠指標β，而不是失效概率Pf，，作為結構可靠性的一種量度量，使結構的可靠性理論達到實用的目的。

二、國內外工程結構可靠性理論研究現狀

二十世紀70年代至80年代，是結構可靠性理論完善并被各國規范、標準相繼采用時期，自從康奈爾（C.A.Cornell）提出了一次二階矩法之后，林德（N.C.Lind）根據康奈爾（C.A.Cornell）的可靠指標，推證出一整套荷載和抗力安全系數，這次研究使可靠度分析與實際可接受的設計方法聯系起來。隨后，德國的拉克維茨（R.Rackwitz）和菲斯勒（B.Fiessler），對基本變量為非正態分布情況提出了一種等價正態變量求法，這種方法經過系統改進之后，作為結構安全度聯合委員會（JCSS）的文件附錄推薦給土模工程界。該方法也被許多國家規范所采納，我國的《建筑結構設計統一標準》（GBJ68-84）[6]也是以該方法作為可靠性校準的基礎[7]。

三、橋梁結構可靠性理論研究現狀

橋梁可靠性設計要解決的問題是[8]：在結構承受外荷載和結構抗力的統計特征已知的條件下，根據規定的目標可靠指標，選擇結構(構件)截面幾何參數,使結構在規定的時間內，在規定的條件下，保證其可靠度不低于預先給定的值。可靠性的數量描述一般用可靠度。我國對結構可靠度的研究只限于理論方面，且側重于可靠度設計方面，對結構耐久性方面的研究，特別是對耐久性評估理論的研究還很落后。實際上對現有橋梁結構做出正確的可靠性評估，準確預測出其剩余壽命，才能保證結構在壽命延續期內的安全性，節省大量的維修加固資金。我國在橋梁設計過程中，存在著考慮強度多而考慮耐久性少;重視強度極限狀態不重視使用極限狀態;重視橋梁結構的建造而忽視其檢測和維護，使結構安全性存在不同程度的隱患和缺陷。近幾年來，國內發生的幾起大橋坍塌或局部破壞事故在很大程度上是由于構件疲勞損壞(如結構開裂、變形過大等)所導致，從而嚴重影響橋梁結構的承載能力和使用性能。為了保證橋梁安全運營、延長其使用壽命以及提高橋梁的安全性和耐久性，減少早期橋梁病害，從而節約后期橋梁的維修費用，因而對橋梁結構可靠性研究非常必要和迫切[9]。

四、工程結構可靠性理論研究發展趨勢

進入二十世紀80年代后，結構系統的可靠性理論研究工作已經成為結構工程中的研究熱點，并已出版了許多專著，對于復雜的結構系統可靠度分析和先進的計算方法蓬勃發展。概括而言，如下幾方面是結構可靠度理論研究的熱點：

1．結構系統的可靠度分析。對于結構系統可靠度分析的非常復雜的研究課題，許多學者對此從不同角度進行了研究，提出了一些概念和方法。如結構可靠度分析的一階矩概念及荷載為FerryBorgesCastanheta組合情況下的計算方法問題；利用系統系數，針對結構各種破壞水平所對應的極限狀態不同，計算系統可靠度并進行結構設計的方法；利用蒙特卡洛（Monte-Carlo）法采用重要抽樣技術計算結構系統的可靠度等，同時，一些學者還研究了系統可靠度界限的問題。總之，系統可靠度分析研究內容豐富，難度較大。

2．對結構極限狀態分析的改進，除考慮強度極限狀態外，還應考慮結構的正常使用極狀態、破壞安全極限狀態，以及地震和其他特殊情況下考慮能量耗損極限狀態等。

3．目標可靠度的量化問題。雖然校準法已經部分解決了這個問題，但與實際情況相比，這方面的問題還遠遠沒有解決。

4．人為差錯的分析。許多結構的失效并非由荷載、強度的不確定性造成，而往往是設計、施工、使用等環節中人為差錯造成的，這方面事例很多，已成為目前研究熱點之一。

5．在役結構的可靠性評估與維修決策問題。對在役建筑結構的可靠性評估與維修決策正成為建筑結構學的邊緣學科，它不僅涉及結構力學、斷裂力學、建筑材料科學、工程地質學等基礎理論，而且，與施工技術、檢驗手段、建筑物的維修使用狀況等有密切的關系。同時，經典的結構可靠性理論，在在役結構的可靠性評估中也必將得到相應的發展。

6．模糊隨機可靠度的研究[10]。模糊隨機可靠度理論研究是工程結構廣義可靠度理論研究的重要內容，隨著模糊數學理論與方法的完善，模糊隨機可靠度理論也必將進一步完善和發展。

五、結語

橋梁工程問題的解決總是理論與工程經驗的結合，掌握的知識越多，主觀經驗越少，橋梁結構的設計越合理，這也正是橋梁工程技術研究追求的目標。橋梁結構可靠度理論研究是內容極其豐富且復雜的重大研究課題，不僅僅在理論上有許多重大問題需要解決，而且，將其應用到橋梁結構設計、評估及維修決策之中尚有許多細致的工作要做。

參考文獻

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[2]劉惟信．機械可靠性設計[M]．第一版,北京：清華大學出版社．1995．

[3]拓耀飛，李少宏．論結構可靠性的發展[J]．榆林學院學報．2006,16(4):32-35．

[4]A.M.Freudenthal,Safetyofstructures,Trans.ASCE,112(1947)．

[5]劉玉彬．工程結構可靠度理論研究綜述[J]．吉林建筑工程學院學報,2002,19(2):41-43．

[6]中華人民共和國國家標準．建筑結構設計統一標準(GBJ68－84)．北京,1985．

[7]貢金鑫，趙國藩．國外結構可靠度理論的應用與發展[J]．土木工程學院．2005,38(2):1-7．

[8]張建仁，劉揚．結構可靠度理論及其在橋梁工程中的應用[M]．北京：人民交通出版社．2003．

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關鍵詞：高鐵連續梁橋施工；控制問題；探討

Abstract: high-speed rail bridge construction is a relationship between the beneficial to the people's livelihood projects, during the construction process, safety must be full control of construction, to put one's heart and soul into serving the people, people's satisfaction with the project construction. At present, the high-speed railway in our country most of the use of continuous bridge hyperstatic structure, the bridge structure stiffness, little deformation, driving comfort, less expansion joint, stress the key section of high-speed rail continuous beam construction control including control, linear control, temperature control, work structural stability control and safety control work, this paper mainly discusses the high-speed rail construction control of continuous beam bridge and control method.

Keywords: high-speed rail continuous beam bridge construction; problem; discussion

中圖分類號：TU755 文獻標識碼：A文章編號：

1、引言

近些年來，我國的高速鐵路得到了迅速的發展，給人們的交通出行帶來了極大的方便，但是，高速鐵路的建設要求很高，在施工中也存在一些困難，尤其是橋梁的設計和施工，給設計人員和施工人員帶來了巨大的挑戰。由于懸臂結構和T型剛構的橋梁需要設置較多，容易出現“搓板”現象，因此，我國高速鐵路大多使用超靜定結構的連續式橋梁，這種結構的橋梁剛度大、變形小，行車平順，伸縮縫設置較少，優勢明顯。本文主要針對超靜定結構的連續式橋梁來探討橋梁的施工控制方式。

2、高鐵連續橋梁現場施工控制內容

高鐵連續梁現場施工控制的內容包括線性的控制工作、關鍵截面應力的控制工作、溫度控制工作、結構穩定性控制工作以及施工安全控制工作。

2.1 線性控制

線性控制是高鐵連續橋梁現場施工控制工作中最為重要的內容，其具體的內容包括幾何外形控制工作以及撓度變形控制工作。在橋梁施工的過程中需要嚴格的控制好梁體的豎向撓度變形以及橋梁的幾何外形。

2.2 關鍵截面應力控制

為了控制好關鍵截面的應力，必須要在橋梁關鍵截面處設置好應力的觀測點，對應力變化進行實時的檢測，如果發現應力出現偏差，就要做好調整工作，提高橋梁結構受力的穩定性。

2.3 溫度的控制

溫度的控制是橋梁施工控制工作中的主要內容之一，合理的溫度控制能夠檢測出現場氣溫的變化以及橋梁內部混凝土的溫度變化，能夠有效的防止開裂情況的出現。

2.4 穩定性的控制

高鐵橋梁中有大量的高橋墩、大塊度以及薄壁的箱型結構，這種結構的大量使用會降低橋梁的整體剛度，影響橋梁的穩定性，因此，必須要重視好橋梁結構穩定性的控制工作。

2.5 安全的控制

高鐵橋梁施工時一項關系國計民生的大工程，在施工的過程之中，必須要全程控制好施工的安全性，做到全心全意的為人民服務，建設好人民滿意的工程。

3、高鐵連續橋梁現場施工控制方式

對于高鐵連續橋梁的施工控制工作，需要嚴格的根據施工進度和施工方案來完成，從現場梁體的整個施工開始時期到最后的合攏期，控制人員都必須對整個現場梁體內部的溫度和應力進行及時的觀測，再根據觀測數據的變化來修改理論模型，計算出下一節橋梁的預拱度，并建立好模標高來對整個施工過程進行指導。

3.1 高鐵連續橋梁的施工控制方式

待整個橋梁下部結構的施工完成之后，由于實際的現場環境有一定的限制性，因此，施工單位以及設計單位必須對設計方式進行反復模擬分析，對設計方案進行優化。此外，為了更好的控制施工過程的應力，必須要對橋梁結構應力變化進行實時的檢查，以便保證整個梁體結構受力的穩定性。同時，在埋設傳感器時，需要考察現場鋼筋網的實際情況，在測點處沿縱橋方向設置好傳感器，以便對連續橋梁結構的應變值和應力進行實時的測量，此外，還要注意到導線沿腹板鋼筋處的溫度和應力變化情況。

3.2 高鐵連續橋梁施工過程中溫度與裂縫的控制措施

對于高鐵連續橋梁的施工，必須要注意到溫度應力的產生，如果混凝土溫度應力較大，就可能導致混凝土施工完成后出現開裂的情況。對混凝土溫度應力產生影響的因素十分復雜，水泥品種、施工現場環境、混凝土澆筑溫度、混凝土收縮等問題均會對溫度應力產生影響，因此，在澆筑混凝土的過程中，必須要對其內部溫度進行實時的監控，在混凝土澆筑完成后，要做好后續的養護工作，在養護時要注意降溫，防止由于溫度應力的影響導致澆筑完成的混凝土出現開裂。此外，要注意到，如果澆筑作業在冬季或者晚上氣溫較低的情況下施工，混凝土很容易出現不均勻的溫度變化，進而出現裂縫，因此，在澆筑完成后，要在混凝土表面進行保溫處理，在其表面加蓋干草、棉絮等，防止由于溫差的因素而發生裂縫。

3.3 高鐵連續橋梁配筋的設置

據國內外的研究調查結果表明，當混凝土由于內外溫差的影響出現收縮時，并不會導致鋼筋出現收縮，但是在鋼筋與混凝土之間也必然會出現收縮的應力，由于混凝土材料具有非均勻性的特征，在混凝土出現收縮時，內部的各個質點也會出現非均勻性受力情況，也會出現一些集中的應力點，在受力的增加下，就會發生局部變形，如果發生變形，那么就會出現地方裂縫。為了防止該種裂縫的產生，必須在應力集中點的位置合理的配置鋼筋，減少混凝土的受力，提高混凝土的抗拉性能。

參考文獻：

[1]周雄.滬杭高鐵連續梁橋施工控制若干問題研究[期刊論文],武漢理工大學,2011,05(01)

[2]汪琴,何亞伯.基于自適應的大跨徑連續梁橋施工控制[期刊論文],建設工程安全理論與應用——首屆中國中西部地區土木建筑學術年會論文集,2011,08(06)

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關鍵詞：連續剛構橋；施工監控；有限元；計算模型

中圖分類號：TV331文獻標識碼： A

1引言

預應力混凝土連續剛構橋具有變形小、結構剛度好、行車平順舒適、伸縮縫少、養護簡單以及抗震能力強等優點。其與連續梁的主要區別在于柔性橋墩的作用，使結構在豎向荷載作用下基本上屬于一種墩臺無推力的結構，而上部結構具有連續梁橋一般特點。

預應力混凝土連續剛構橋在施工過程中，由于橋梁結構的空間位置及形狀隨施工的進展將不斷發生變化，要經過多次的體系轉換過程，若同時考慮到施工過程中的結構自重、施工荷載以及混凝土材料的收縮、徐變、施工荷載等因素的影響，將可能導致橋梁合攏困難、成橋線形與設計要求不相符、設計狀態難以保證等問題。因此，必須對大跨度橋梁的施工預拱度、主梁梁體內的應力等進行嚴格的施工控制。施工控制是連續剛構橋修建和發展必不可少的保證措施，主要包括幾何（變形控制）、應力控制、穩定控制和安全控制，其中安全控制是橋梁施工控制的重要內容，變形控制、應力控制、穩定控制的綜合體現。由于結構形式不同，直接影響施工安全的因素也不一樣，在施工控制中需根據實際情況，確定其安全控制重點。

本文以溫福鐵路客運專線田螺大橋作為工程背景，對該橋懸臂澆筑施工過程進行了應力控制研究，對施工控制理論在工程實踐中的具體運用進行了詳細的分析，采用大型計算軟件MIDAS/CIVIL對全橋進行了仿真模擬分析，并對實測值和計算值進行比較分析。

2. 工程背景及測試方法

溫福鐵路客運專線田螺大橋位于云淡門海純潮區，通航凈空為120 m×24 m，主跨為(88+160+88)m預應力混凝土連續剛構。全橋立面布置見圖1。

圖1 田螺大橋總體布置立面圖（單位：cm）

梁體采用C60混凝土，墩柱采用C45混凝土，承臺和樁基采用C30混凝土。預應力鋼絞線均采用《預應力混凝土鋼絞線》（GB/T5224-1995），標準強度1860MPa，直徑15.2mm,彈性模量Ey=1.95x105MPa的低松弛鋼絞線。

3 有限元計算模型的建立

田螺大橋為三跨高墩的大跨徑連續剛構梁橋梁，分析計算采用有限元綜合分析程序MIDAS/CIVIL， 且橋的單元類型采用MIDAS/CIVIL中的“變截面梁單元”，由2個節點構成的，是屬于“等截面或變截面平面梁單元”，具有壓、剪、彎的變形剛度。為了更真實的模擬實際工程現場，在MIDAS/Civil中材料的選取時混凝土選用自定義材料，從現場及實驗室的資料定義材料參數。全橋計算模型共劃分155個單元，164個節點，其中上部結構123個單元，橋墩32個單元，全橋采用“自適應控制法”進行施工監控。全橋計算模型如下圖2所示。田螺大橋

圖2田螺大橋有限元模型

4 成橋階段內力及應力計算結果

施工控制仿真分析，就是通過合理的模型，采取有效的結構分析方法，對橋梁的成橋線形、受力狀態和施工中的線形、受力狀態進行一定精確度的模擬分析的過程。現以田螺大橋的成橋狀態為例，在恒載+活載組合下結構的內力及應力見圖3和圖4.

（1）主梁彎矩圖（kN.m）

圖3全橋彎矩圖

（2）主梁剪力圖（kN）

圖4全橋剪力圖

（3）主梁應力圖（MPa）：

圖5全橋上緣應力圖

圖6全橋下緣應力圖

通過圖3-圖9可以看出，成橋狀態下的彎矩、剪力和應力完全符合設計要求以及滿足鐵路橋涵施工規范中對C60混凝土的抗壓極限強度為20MPa，抗拉極限強度為1.17MPa的安全要求。

5 應力監控

在施工過程中，對每一節段的施工循環，在立模、混凝土澆筑之前、混凝土澆筑之后、張拉預應力之前、張拉預應力之后均應進行應力應變測試并與變形測試同時進行。

圖7 計算應力與實測應力的比較

圖8 計算應力與實測應力的比較

圖11 計算應力與實測應力的比較

圖4-34計算應力與實測應力的比較

通過以上的比較可以明顯的看出，計算應力與實測應力的曲線形狀大致相同，這說明本橋的有限元計算模型符合實際，施工也是基本符合規范要求的。對于梁段的上緣應力，實測值明顯大于理論計算值，這是由于施工過程中預應力的超張拉及施工過程橋面上的施工荷載等引起的。對于梁段的下緣應力，則基本上表現為在20#塊施工前實測應力小于計算值；而在20#塊施工之后以及后續的合攏段施工中則表現為實測值大于計算值。這是由于前期受橋梁自重以及施工荷載影響導致箱梁下緣受壓，抵消了一部分張拉的預應力，使得實測值偏小；而自20#塊的施工開始橋梁即將合攏并完成體系轉換，使下緣壓力減小，實測值重新高于計算值。

由上述實測值與理論值的比較可以看出主梁應力實測值與理論計算值的誤差較小，箱梁混凝土采用C60，在允許應力法施工中其抗壓極限強度為20MPa，抗拉極限強度為1.17MPa，計算值及施工過程實測值均在規范限值之內，整個過程混凝土的應力是安全的。這說明混凝土澆注、預應力張拉以及合攏等施工過程是規范的，同時也說明了本文所采用的計算模型是正確的、計算結果是可靠的、測點的埋設是成功的，進而可以判斷連續剛構橋在懸臂施工過程中是安全可行的。

6.結論

本論文從工程實際出發，以田螺大橋為工程依托，對大跨度預應力混凝土連續剛構橋施工監控、穩定性分析。監控過程表明，“自適應控制”理論能很好的適用于連續剛構橋的施工監控，只要系統逐漸過渡到自適應狀態，橋梁狀態即在控制之中。因此，對系統參數以及計算模型的修正是施工控制的核心內容。

結構自重誤差在大跨度橋梁中普遍存在，并且對結構的變形和應力影響都很大，施工中應嚴格控制自重誤差。本工程在施工過程中應力與位移均在控制范圍內，并且實現了誤差極其微小的主跨精準合攏，合龍后線形與預計線形有很好的吻合，可見田螺大橋的控制系統是有效的。

參考文獻

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[4] 雷俊卿, 王楠. 預應力混凝土連續剛構橋施工監測與仿真分析. 鐵道學報，2006, 4 (2):74-78

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關鍵詞：斜拉橋，線型，拼裝，零初位移法

Linear monitoring of cantilever assembly line of long span cable stayed bridge

zhouyuanyi

（chongqing jiao tong university，congqing，400074 china）

Abstract：Long span composite girder cable-stayed bridge is a trend in the future development of cable-stayed bridge， because it can give full play to the mechanical properties of the material and can maximize the span of the bridge. The linear control method based on geometric principle is widely used in the process of the cantilever assembly of the main girder of the cable-stayed bridge. The zero initial displacement method can be used to realize the control of the assembly process.

Keywords： cable-stayed bridge， linear， assembly， zero initial displacement method

所謂疊合梁梁斜拉橋即邊跨采用混凝土主梁，而主跨采用鋼混疊合主梁，混凝土梁和鋼混疊合梁的鏈接點設在主塔附近。當邊跨采用混凝土主梁而主跨采用鋼主梁時，邊主跨的剛度比和恒載重度比相差比較大，從而使邊跨具有良好的錨固作用和壓重作用。鋼混疊合梁是大跨度斜拉橋常采用的主梁形式，其特點是較混凝土主梁而言自重大大減輕的同時充分發揮了材料的力學性能，從而增加了橋梁跨越能力。鋼混疊合梁在施工過程中一般采用懸臂拼裝的施工方式，首先在預制場分段加工制造鋼主梁，然后懸臂拼裝就位預制的鋼主梁節段，最后安裝張拉斜拉索及橋面板。本文以貴州某特大斜拉橋為例，對懸臂拼裝主梁的線型問題進行討論，計算過程采用零初位移法計算了主梁的制造線形及安裝線形，解決了懸臂拼裝過程中線形控制的難題。

烏江特大橋主橋長610m，為（54+71+360+71+54）m雙塔雙索面混合式疊合梁斜拉橋，無引橋。邊跨主梁采用混凝土主梁。中跨采用鋼混疊合主梁，全橋鋼梁劃分為A（鋼混結合段）、B、C共3種類型梁段，長度分別為12m、12m、8m三種，共29個梁段，標準梁段長度12m，最大吊裝重量約27t。

1成橋線型

成橋線型是指橋梁施工結束時，橋梁主梁所要達到的目標線型，它是在橋梁設計標高的基礎上考慮了恒載、收縮徐變以及活載引起的豎向變形，成橋線型=設計高程+預拱度。結構總體靜力計算分析采用空間有限元理論，以主梁橋軸線為基準劃分結構離散圖。主梁、主塔、主墩為梁單元，斜拉索為索單元。邊界條件：索塔與主梁成橋后：豎向約束，橫向約束；索塔與主梁施工過程中臨時固結；邊墩與主梁：橫向及豎向約束，縱向滑動。全橋共劃分689個節點、570個單元，其中梁單元458個，只受拉索單元112個。主橋有限元模型見圖 1。

圖 1主橋有限元模型圖

在施工中成橋線型公式為：

式中：

成橋線型； 設計線型； 預拱度。

通過理論計算，得到中跨鋼主梁在恒荷載（包括二恒）、收縮徐變以及公路I-級荷載下切線拼接位移，由此得到：累計位移值=恒載及收縮徐變位移+1/2活載位移。將鋼主梁切線拼接位移值反號后，加上主梁設計線形高程差，即為主橋鋼梁制造線形。

3安裝線形

3.1基本概念

懸臂拼裝的斜拉橋結構在設計、制造和施工階段涉及到幾個不同線型概念。

設計線型：橋梁在施工結束后各控制點所要達到的高程，即所謂的目標線型。

制造線形：主梁在無應力制造狀態下的線型，該線型由構件的無應力狀態構型組成。

成橋線型：施工結束后再設計目標階段下各控制點所要達到的高程。

安裝線型：在主梁拼裝過程中自由端的連線組成的線型。

當主梁結構在材料線彈性條件下有以下公式：

式中：

；

；

。

懸臂拼裝的橋梁施工控制最關鍵的任務是選擇合適的制造線型和安裝線型，使得成橋階段的結構線型和內力狀態達到目標狀態。目前在施工中常用來指定新拼裝單元自由端高程的方法有零初始位移法和切線初始位移法。本文將介紹零初始位移法在懸臂拼裝中的應用。

零初始位移法：新安裝單元除公用節點之外，其他節點安裝到設計坐標上，即初始位移為零。

3.2安裝線型

該橋采用兩次張拉，初次張拉僅為了安裝需要，二次張拉將直接影響到成橋線型和成橋索力。

1）初次張拉的安裝高程

根據零初始位移法原理可得初次張拉后高程=成橋線型+剛縱梁從初張拉至成橋的位移。

2）二次張拉的安裝高程

根據零初始位移法原理可得二次張拉后高程=成橋線型+剛縱梁從二次張拉至成橋的位移。

4結語

本文基于幾何控制的基本原理，闡述了疊合梁斜拉橋主梁構件無應力狀態量的計算方法。零初位移法比較合理的解決了斜拉橋在懸臂拼裝施工過程中線型不易控制的難題，使得斜拉橋在施工完成后能夠與目標線型比較吻合，成橋階段的結構線型和內力狀態達到目標狀態。

參考文獻：

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[3]陳德偉斜拉橋的非線性分析及工程控制[D].同濟大學博士學位論文，1990.

篇(5)

【關鍵詞】公路橋梁 養護管理存在問題對策

中圖分類號：F540.3 文獻標識碼：A 文章編號：

一．引言

隨著交通運輸事業的發展，交通運輸量大幅度增長，行車密度及車輛載重越來越大，尤其是拖掛運輸、集裝箱運輸、個體戶載重貨物運輸等重型車輛日益巨增，這對許多公路橋梁的安全性提出了更高的要求，特別是年代較遠的低等級載荷橋，已遠遠不能滿足使用上的要求，危橋數量逐年增多，特別是近年來橋梁坍塌事故頻繁發生，所以加強橋梁日常養護檢查，維修及病危橋梁的加固，力求充分利用，延長其使用壽命，以滿通運輸發展的需要。

二．目前橋梁管理中存在的問題。

1. 部分橋梁設計承載力低，不能滿足重載交通要求。

2. 注重橋梁構件強度驗算，忽視耐久性設計。20世紀60年代～90年代初期建造的公路橋梁，限于當時的技術標準，僅驗算構件強度，對耐久性設計重視不夠。目前橋梁構件材料老化、退化現象嚴重，病害頻發，沿海橋梁構造物混凝土受氯離子侵蝕，損壞現象嚴重，直接影響在役公路橋梁的安全通行。公路橋梁使用壽命不僅取決于其構件強度，還取決于構件的耐久性，也就是構件在使用期內保持強度和結構完整的性能，限于當時技術水平和經濟發展水平，2004年前我國公路橋梁對耐欠性設計重視不夠，未按使用壽命驗算，橋梁設計時僅要求滿足強度指標。因此，目前在役的大多數公路橋梁耐久性不足，使用壽命難以達到期望設計基準期，造成在役公路橋梁提前“退役”。

3. 對中小橋梁次要構件和附屬設施設計重視不夠。同時，通航河道橋梁缺少防撞防護設施，通航船舶碰撞橋墩或凈空高度不足碰擦梁板造成橋墩和梁板受損，存在嚴重安全隱患。

4. 施工技術水平低，檢測措施不到位。早期建造的公路橋梁限于當時的施工技術條件，機械化程度低，應用新技術、新材料、新工藝、新設備少，監控檢測手段不到位，未推行監理制，難以保證橋梁構造物的施工質量。

5. 超限運輸車輛對橋梁的損害。受超限車輛頻繁通行影響，造成橋梁承重結構損壞。

6. 部分公路橋梁疏于養護管理。一是公路養護管理重養路面質量、輕養橋梁，對橋面、支座、伸縮縫、護欄等養護管理重視不夠，橡膠支座、伸縮縫老化變形破損，原鋼支座銹蝕失效，原活動支座變為固定支座，主梁由受彎構件變成彎拉構件；二是橋梁檢查不夠。橋梁服役期內，由于構件材料的劣化、外因作用等原因，會出現各種病害，只有通過檢查才能及早發現病害，評定其技術狀況，進而提出維修對策；三是早期修建的橋梁資料缺失，不利于后續養護管理。舊橋加固設計需竣工圖，不然無法進行加固設計驗算，只能采用拆除重建方案；四是河床下游挖砂嚴重，疏于管理，受汛期洪水沖刷，圬工墩臺易被沖空毀壞；五是橋梁加固修復資金短缺，得不到及時修復，潛在嚴重安全隱患。

7. 橋臺樁基出現環向裂縫。受當時施工、資金等因素影響，部分橋梁兩側臺背回填、基底軟基處理不夠，橋頭跳車現象嚴重，受車輛動荷作用、橋頭填料壓密及基底壓縮變形，產生土側壓力，造成橋臺樁基出現環向裂縫，影響橋梁運營安全。

8. 橋梁抗災能力弱。據檢測分析，臺州市在役公路橋梁易受臺風暴雨、河水急流、河床變遷和沖刷等影響，造成橋梁墩臺沖空、毀壞。

三.公路橋梁養護管理對策。

1. 明確養護管理職責。根據現行《公路橋涵養護規范》（JTGH11）、《公路橋梁養護工作制度》等規定，明確公路橋梁養護管理單位和監督單位，合理確定工作職責。按照交通運輸部和浙江省橋梁養護工程師制度要求，結合轄區公路橋梁數量，配備足額的橋梁養護工程師和技術人員，明確管養職責。

2. 健全檢查評定制度。貫徹“預防為主、安全至上”工作方針，提高公路橋梁結構的耐久性和安全性，開展周期性檢查，每年安排一定數量的公路橋梁檢測，系統掌握橋梁技術狀況，進行分類評定，制定相應養護對策。

3. 明確危病橋梁確認權限。

4. 規范橋梁檢查程序。

5. 建立橋梁管理體系和數據庫。改變傳統的橋梁應急搶修養護管理方法，注重監控防范，把安全隱患消滅在萌芽狀態。抓好在役公路橋梁的檢查、技術狀況評定、養護對策、維修加固或改造、交（竣）工驗收等有關技術資料的搜集、整理、歸檔，建立完整的橋梁養護檔案和數據庫。建立橋梁工程師管理網絡、信息快速傳輸系統，不斷提高橋梁工程師的技術業務水平，對橋梁病害勤檢查、早發現、善處理，建立健全一橋一檔的橋梁管理系統，發揮橋梁經常性檢查、定期檢查、特殊檢查的作用，做到防微杜漸、有備無患。

6. 加大公路治超力度。禁止大于橋梁設計荷載標準的車輛通行，或采取技術措施后通行。根據在役公路橋梁的承載能力，綜合分析并確定限載標準，設置限載標志。一般情況下，一條技術標準等級相同的公路應設置相同的荷載等級，避免設置不同等級的荷載標準。對未達到標準的在役公路橋梁，可通過維修加固或改造升級達標；對一時難以達到標準的橋梁，可通過應急加固措施達標。同時，應加強橋梁應急處置管理，制定以橋梁坍塌事故為重點的養護突發事件及災害性事件應急預案，重視四、五類危病橋梁及超過使用年限的危舊橋梁管理。

7. 加強橋梁修復改造計劃及施工管理。根據橋梁檢查評定技術狀況，確定養護對策，科學制定橋梁小修保養、中修、大修或改造等方案，規范管理工程實施，加強監督檢查。注重提高公路橋梁抗災防災能力，加大對河床下游挖砂監管，確保使用狀況良好。隨著公路大橋、特大橋、跨海大橋、結構特殊橋梁的日漸增多，在現有公路養護管理體制下，單純依靠公路管理部門，無論從人員配備、技術水平、機械設備等方面均難以保證。

8. 提高認識，加強領導。橋梁是公路構造然包括對橋梁的養護。各級政府、交通公路部門要克服重路面養護輕橋梁養護的思想傾向，牢固樹立養路必養橋的理念。要認識到橋梁是打通河流溝壑等天塹的十分重要的建筑物，且是投資較大、使用價值較高的交通公路基礎設施。如果不加強養護維修，小毛病會發展成大毛病，嚴重者甚至造成橋梁壽命縮短和坍塌。各級政府、交通公路部門要把公路橋梁養護工作作為提升公路整體養護水平的一項重點工作來抓，每年對橋梁養護工作做出安排部署，定期召開專題會議，研究確定橋梁養護工作的重點和任務，及時處理橋梁養護工作中存在的問題。全面落實專職橋梁工程師為主的橋梁養護管理責任制，配備專職橋梁養護工程師和專職橋梁養護技術員，明確各自工作職責，嚴格落實橋梁養護管理責任體系。

四．結束語

橋梁養護要按照“預防為主，防治結合”的原則，以橋面養護為中心，以承重部件為重點，加強全面養護。認真落實部頒《公路橋涵養護規范》，每年在橋梁定期檢查的基礎上，制定詳細的維修計劃，提出相應的處治和修復措施及時進行養護維修。加強養護維修質量監督，確保處治有效。增強責任意識，明確工作目標，對持之以恒地開展好公路橋梁養管工作，共同推動此項工作朝著更加科學、更加規范的方向發展奠定了堅實基礎。

參考文獻：

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篇(6)

【關鍵詞】鐵路客運，專線，先簡支，后結構，連續，橋梁，施工技術

中圖分類號：TU74 文獻標識碼： A

一.前言

隨著我國經濟水平的提高和交通運輸的需要，高等級橋梁的建設越來越多，對橋梁的工程質量標準也相應提高，橋梁施工技術成為決定橋梁質量的標尺之一。目前，小跨徑的高等級鐵路橋梁施工技術多采用裝配式鋼筋混凝土板梁的形式；中等跨徑的橋梁施工技術則采用裝配式預應力混凝土橋梁的形式；對于大跨徑預應力混凝土連續梁橋施工方法主要采用拼裝法或者平衡懸臂澆筑法。但由于現澆連續梁橋的施工流程復雜繁瑣、成本較高、費工費時，先簡支后結構連續的施工技術應運而生。先簡支后連續橋梁結構是通過現澆混凝土使多跨的的預應力混凝土梁形成連續的結構，具有其獨特的優勢，為我國的鐵路事業發展和整個區域文化經濟的交流提供了便利。加強對其施工技術的研究，分析具有十分重要的意義。

二.先簡支后結構連續橋梁結構施工要點

1. 先簡支后結構連續橋梁結構的優點

（一）建成橋梁變形小、剛度大、伸縮縫少和行車舒適等優點。

（二）減少使用施工設備，又能避免張拉預應力鋼束造成地面上的障礙，簡支梁的預應力鋼束在工廠進行張拉，而負彎矩區的預應力鋼束布置及張拉均在主梁上進行，僅需吊裝設備起吊主梁。

（三）利于技術操作，省工省時，經濟效益高，預制梁能采用標準構件，進行工廠化統一生產和管理。

2.先簡支后結構連續橋梁的一般施工流程

（一）在進行先簡后支連續橋梁施工過程中 ，首先要嚴格按照工程的實際情況進行主梁的預先定制，待預制主 梁的混凝土強度達到設計強度后，按照1 號束、4 號束、2 號束、3 號束順序分別張拉預應力鋼束。1 號束的兩根鋼束應同時張拉，防止主梁橫向彎曲。在此過程中，當混凝土的強度能夠慢死工程設計施工的需要之后，將正彎矩區的預應力鋼束進行張拉，最后，要在壓漿施工的基礎上，進行主梁底板通氣孔的清潔整理。

（二）當主梁底板通氣孔的清理完成之后，可以進行臨時支座和永久支座的施工，并將主梁進行規范的安裝。并做好橋面上的鋼筋和橫梁鋼筋的鏈接，在此連接施工過程中，要設置好接頭的鋼束波紋管，并及時進行穿束，并選擇在一天中的氣溫最低時候進行混凝土的澆筑。當混凝土的強度達到施工設計的標準時候，要進行頂板鋼束的張拉并做好壓漿施工。

（三）在進行接頭的工作施工完成之后，要進行剩余混凝土的澆筑，一般而言，要由跨中朝著支點部分進行橋面整體化的混凝土的澆筑，一些臨時的施工支座一定要等到混凝土的施工已經完成之后再嚴格遵守施工規范進行拆除，在此過程中，完成整個體系的合理轉化。最后要進行工程的養護，要噴灑防水層，并將相關的伸縮裝置和設備嚴格遵守施工質量控制標準進行安裝，在此基礎上，可以轉向整個橋面的施工。

三.先簡支后連續橋梁施工的質量控制

筆者結合以前所施工的預應力混凝土簡支轉連續T梁和預應力混凝土簡支轉連續箱梁的施工過程，提出施工中質量控制，以保證施工質量。

1.臨時支座的設置的質量控制應該保證，臨時支座應有足夠的強度和剛度，拆裝方便，落梁均勻。預應力張拉完成后，待壓漿強度大于35MPa時方可拆除臨時支座。拆除臨時支座應做到逐孔對稱、均勻、同步、平穩。臨時支座拆除后，永久支座與墩頂和梁底嚴密貼合。

結合目前的施工技術，臨時支座有多種設置方法，以可卸落砂箱支座的施工方法為例。當采用砂箱支座時，要充分考慮砂箱承受T梁自重和架橋機重量后的沉降量，梁底與盆式支座間應留有空隙。在施工中會出現每個砂箱沉落置不會完全一樣的情況，而導致部分T梁吊空，產生質量隱患，解決辦法有兩點：aj通過預壓試驗取得砂箱在受力以后的平均沉降量，并以此指導現場安裝臨時支座，控制主梁的安裝標高與設計標高一致：②適當降低支座墊石標高，預留約3cm的混凝土梁靴高度。在澆注濕接頭的時候，在盆式支座上墊一塊鋼板，一次直接澆注到鋼板上，形成混凝土梁靴。

2.張拉預制底座的設置要求張拉預制底座應堅固、無沉陷，利于排水，防止由于排水不暢造成地基下沉。底座的反拱度值應參照設計文件所提供的反拱度值、結合實際施工和生產性試制梁的張拉情況確定。反拱度應做成拋物線。另外要保證橋梁安裝精度要嚴格控制，誤差不超過2mm。

3.后連續現澆段施工質量控制施工發現，對于新老混凝土的連接結合是現澆連續段混凝土存在的主要問題，為此預制梁板的端頭必須嚴格進行鑿毛處理。為了防止現澆連續段混凝土在養生硬化過程中發生收縮性裂縫影響混凝土在二次張拉過程中的承載力和橋

梁的整體受力性能，現澆連續段接頭混凝土添加微膨脹劑，摻加劑量一般控制在水泥用量的0.5%～1%之間。先簡支后連續每聯各現澆連續接頭的澆筑氣溫應基本相同，溫差控制在5℃以內，并盡量安排在一天氣溫最低時施工。

4.主梁現澆接頭與濕接縫施工的質量控制接頭混凝土澆筑順序應嚴格按設計文件要求執行，從主梁預制到澆筑完橫向濕接縫的時間不宜超過3個月。濕接縫混凝土澆筑可采用吊模施工，模板應采用鋼模板，并應有足夠的剛度和強度。模板安裝牢固后，沖洗已經鑿毛處理的混凝土表面，在澆筑次層混凝土前對施工縫應刷一層水泥凈漿。混凝土澆筑和振搗與預制主梁頂板澆筑同樣要求，宜采用平板振搗器與插入棒配合的方式，并保證設計厚度。濕接縫澆筑時宣在氣溫較低條件，并作好養護，防止裂縫。現澆接頭段混凝土可采用微膨脹水泥。

四，結束語

伴隨著我國經濟的快速發展，對鐵路客運專線的服務質量也將會越來越高，橋梁施工是整個鐵路客運專線建設施工的重要環節，其施工質量將直接關系到整個鐵路客運專線的服務質量的提升和整個交通運輸網絡的安全，因而，加強對先簡后支結構連續橋梁施工技術的分析探究，具有十分重要的意義，在此過程中，要結合具體的工程實際情況，做出規范的施工設計，嚴格施工流程，嚴格遵守施工標準，并做好質量控制措施，加強對整個施工過程中的監督管理。如此，既可以降低整個施工的難度，也可以滿足結構連續施工的施工工藝要求，也有助于提高整個橋梁的承載能力，降低整個橋梁施工過程中的安全隱患，控制橋梁的施工質量，促進我國整個鐵路交通運輸事業的發展，為我國經濟的發展和人們生活水平的提高奠定堅實的基礎。

參考文獻：

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篇(7)

1 道路橋梁在使用中存在的問題

a.缺乏科學合理的設計，工程規劃不明確。b.橋梁的施工質量較差且沒有達到工程設計的要求。c.道路橋梁在實際運營了一段時間后，出現較嚴重的病害，很大程度上限制了橋梁的承載能。d.工程在建設時期，橋梁的施工質量以及實際運營情況都比較好，但經過一段時間后，仍不能滿足承載需求。e.許多特大橋梁的檢測工作仍不到位，而這種橋梁還需要較高的檢測技術。

2 道路橋梁檢測的準備工作

檢測即是要根據橋梁的實際情況對其進行評估，因此，在檢測前需要全面細致的了解被檢測橋梁的各種情況，根據工作要求事先準備好各類試驗和檢測器具，并做好相關的安排計劃。此外，更重要的內容就是收集資料，收集的資料不僅包括設計資料，還包括施工資料以及相關的養護、維修、加固資料。

3 關于道路橋梁檢測的幾種方法

3.1 外觀檢查

對道路橋梁進行外觀檢查可以分析橋梁病害發生的原因，首先要根據橋型確定檢查的要點。橋梁的檢查要點主要有：跨中的裂縫和撓度、端部的斜裂縫、構建的質量外觀以及主梁連接部位的狀況等等。拱橋的檢查要點有：墩的位移以及拱圈拱頂裂縫等等。橋梁從總體上可分為上部結構、下部結構、附屬結構。在梁式橋中，上部結構主要是指主梁；下部結構包括樁、基礎與承臺、橋臺、橋墩等；附屬結構包括欄桿、伸縮縫、橋面鋪裝等。它們每個部位都有自己的受力特征，病害也存在著一些共性，如發現不是常規病害，還應當對其仔細的研究以找出病因。

3.2 內部缺陷檢查

混凝土構件中常見的缺陷有裂縫、蜂窩、空洞、剝落、鋼筋侵蝕和環境侵蝕等。有些缺陷僅靠外觀檢查難以發現，還需要借助其他的方法進行檢測。目前，常用的無損檢測法主要有雷達檢測技術和聲波檢測法。超聲波脈沖速度法可檢測焊縫、鋼材以及混凝土中存在的空洞、裂縫、夾渣、火災損傷等。

3.3 材料特性檢查

現今新工藝的不斷發展和橋梁的多樣化，致使越來越多的材料運用到橋梁結構中，然而最基本、最廣泛使用的是鋼筋與混凝土。導致鋼筋銹蝕有諸多因素，如混凝土的滲水性、含水量、密實度、碳化深度、保護不足以及缺損等等；反過來，鋼筋銹蝕又可促使混凝土進一步破損。這些可通過簡單的外觀檢查或敲擊檢查即可檢測出鋼筋銹蝕程度。本文由(建筑論文)整理提供，轉載請注明出處！隨著時間的推移，混凝土的強度會隨之產生一些變化，一些大的橋梁通常以同期的試塊來確定強度。而其他一些沒有試塊的橋梁多采用回彈法、貫入法、超聲波法、取芯試驗法、斷裂法等去檢測。其中，回彈法和超聲波法以及綜合法為非破損檢測法，應用非常廣泛。

3.4 結構性能狀況檢測與評價

當橋梁無法獲得詳細資料時，需要借助動力或靜力試驗進行檢測，從而正確的反應出橋梁結構受力性能狀況。常用的結構性能檢測方法主要有靜力試驗和動力試驗。傳統的無損檢測技術，如自然電位測、超聲檢測、聲發射、紅外檢測、磁試驗及振動試驗分析等得到了較大的發展，可對橋梁的外觀以及部分結構性能進行檢測，雖然可以做出較為合理的分析判斷，但還是無法全面的反映出橋梁的整體健康狀況，對橋梁結構的安全度，剩余壽命等方面也無法做出系統的評估。這時，需要采用比較現實的損傷檢測法——局部細化檢測和綜合整體損傷定位。

4 國內外路橋檢測技術的發展

許多國內外學者在路橋試驗檢測方面取得了一些進展，如強迫振動試驗，它可以分析路橋結構模態參數對結構局部變化的影響；用環境振動法對路橋進行自動檢測的可能性研究；在車重、車速、路面及支承對路橋模態參數的影響方面也有了研究成果。此外，還開發了各種基于頻率、振動曲率、振型、應變振型等改變量的定位技術和損傷檢測方法。

目前，國外已積累了比較先進的道路橋梁檢測技術，主要有：a.橋面板測系統。這個檢測系統包括地面滲透雷達系統和雙帶遠結外熱成像系統。b.橋梁測試與健康檢測系統。這個系統包括全橋檢測的無線電發送，運用分式全球定位系統對橋梁變形進行測量，運用傳感器對橋梁的超載系數進行檢測等。c.疲勞裂紋檢測系統。該系統包括測量橋梁裂紋磁分析儀系統、熱成像儀系統、便攜式聲發射系統以及電磁聲發射傳感器等。d.銹蝕探測與評估技術。包括埋入式銹蝕微傳感器、磁漏探測技術以及以磁為基礎的測量系統等。

5 道路橋梁檢測技術的發展趨勢與展望

道路橋梁檢測技術發展至今已經歷了三個階段。第一階段是以領域專家的感官及專業經驗為基礎的經驗式檢測技術，這種方法只能對檢測信息作簡單的數據處理。第二階段是以建模處理和信號處理為基礎的，運用動態檢測技術和傳感器技術的現代檢測技術，此種方法在工程中得到了廣泛的運用。而第三發展階段則是智能檢測技術手段，它是以知識處理為核心，信號處理、數據處理和知識處理相融合的方法，智能化已成為路橋試驗檢測的主流。根據目前取得的成果，未來大型路橋的檢測技術的發展方向主要體現在以下幾個方面：a.現代網絡技術與實時的檢測系統相結合，實現信息網絡共享。b.為了更方便、快捷、準確地采集數據，開發以無線通信技術為手段的數據采集系統以及能適用于風荷載、交通荷載、定點測試荷載的傳感器最優布設技術。c.建立自動損傷識別系統，將數據處理、測量系統、識別系統一起組裝到路橋檢測系統中，能夠自動識別檢測與反饋，達到控制的目的。d.從設計、施工到運營階段建立完整可靠的數據庫，積累大量的知識和經驗，并最終建立專家系統。

6 結語

道路橋梁的檢測是一項十分復雜且重要的工作，它要求相關工作人員具備非常豐富的實際現場經驗，更需要科學的檢測技術和系統的理論基礎，同時吸收國外先進的路橋檢測技術，才能做好道路橋梁的檢測工作，從而保證工程的質量。

參考文獻

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