在大跨度橋梁架設施工中,雙主梁式架橋機主梁作為核心承力結構,長期承受梁體重量、作業沖擊及環境荷載作用,易產生疲勞裂紋、剛度衰減等損傷,嚴重威脅施工安全與工程質量。結構健康監測(SHM)系統通過實時感知結構狀態、***識別損傷隱患,實現從“被動維修”到“主動預警”的轉型,是保障架橋機安全運行的關鍵技術。其中,科學的傳感器網絡布設是數據采集的基礎,高效的損傷識別算法是數據解讀的核心,二者協同構建起架橋機主梁全生命周期安全保障體系。

傳感器網絡布設需遵循“***覆蓋、高效協同、抗擾適配”的原則,結合雙主梁結構受力特性與作業工況科學規劃。在關鍵監測區域劃分上,應重點覆蓋主梁跨中、支座銜接處、橫向連接節點等高應力集中部位,同時兼顧主梁兩端撓度變化敏感區域。傳感器選型與布設方式需適配施工環境,在跨中及支座區域布設高精度光纖光柵應變計,實時捕捉應力變化數據,其精度可達±0.3%FS,能有效識別微小應力異常;在主梁前、后端安裝靜力水準儀與北斗定位天線,通過連通器原理與衛星定位技術實現毫米級撓度與水平高差監測,防范支腿失穩等風險;在焊縫等易開裂部位布設聲發射傳感器,捕捉裂紋擴展過程中釋放的彈性波信號。此外,系統需集成環境傳感器監測風速、溫度等干擾因素,為后續數據校正提供依據,所有傳感器通過無線傳輸單元接入監測平臺,實現數據實時同步。
損傷識別算法需依托監測數據的時空關聯特性,克服施工環境噪聲干擾,實現損傷的***定位與程度評估。傳統算法中,閾值法通過設定應力、撓度等參數的安全閾值,快速判斷結構是否存在異常,適用于緊急預警場景,但難以識別早期微小損傷;小波分析法通過對振動信號的多尺度分解,可提取損傷引發的特征頻率變化,提升早期損傷識別靈敏度,常作為初步損傷篩查工具。隨著智能算法的發展,基于深度學習的識別方法逐漸成為主流,通過構建神經網絡模型挖掘監測數據的深層關聯,如優化后的Informer網絡可有效處理監測數據缺失問題,提升數據完整性;多輸入端到端深度學習算法將振動信號轉換為時域、頻域多維度圖像,通過特征融合策略增強損傷識別魯棒性。結合聲發射信號的斜率趨勢分析方法,可通過對比信號強度與持續時間的關聯特征,***判斷焊縫等部位的裂紋損傷狀態,為損傷修復提供量化依據。
傳感器網絡與損傷識別算法的協同應用,使雙主梁式架橋機主梁SHM系統具備了全工況監測與***預警能力。實際應用中,系統可實時采集應力、撓度、聲發射等多維度數據,經算法分析后生成損傷評估報告,當識別到損傷隱患時,通過現場聲光報警與云平臺短信提醒雙重機制觸發預警。這種技術方案不僅有效降低了人工觀測的誤差與風險,減少了高處作業頻次,還為架橋機的運維決策提供了***數據支撐,顯著提升了施工安全性與作業效率,為大型施工設備的智能監測升級提供了有益借鑒。




