浙江舟山跨海大桥（又叫舟山大陆连岛工程），始于宁波镇海区蛟川大街，沿线通过金塘岛、册子岛、富翅岛、里钓岛，总算舟山本岛，由金塘、西堠门、桃夭门、响礁门和岑港五座跨海大桥及其接线公路组成，大桥全长约46.29km，是国家高速公路网甬舟高速公路（G9211）的首要组成部分，也是国家级舟山群岛新区与内陆仅有的陆上交通生命线和施行港航强省战略的交通主动脉。一期工程包含桃夭门、响礁门和岑港三座跨海大桥及接线公路，于2006年1月1日建成通车；二期工程首要包含金塘、西堠门两座具有世界级制作水平的跨海大桥及宁波连接线项目（简称“两桥一线”）。整个工程于2009年12月25日完成全线通车。

图1浙江舟山跨海大桥地理方位图

为了愈加科学、全面地展开大桥运营维护，服务于大桥应急办理，在2009年大桥建成时构建了结构健康监测体系，首要对西堠门大桥、金塘大桥主航道桥和金塘大桥副通航孔桥的运营环境和结构状况进行监测，可实时获取风速风向、车辆荷载、温湿度等桥梁运营环境和结构内力、变形、振荡等结构呼应数据。

大桥健康监测体系在2017年进行了晋级改造，西堠门大桥健康监测体系与金塘大桥健康监测体系、桃夭门大桥健康监测体系合并为舟山跨海大桥桥群健康监测体系，监测体系的软件功用有了较大的改善。选用三维可视化技能，形成了依据自动化传感测验、电子化人工巡检、结构预警及安全评价等技能效果于一体的高速公路大跨径缆索承重体系桥梁群结构监测、巡检维护成套效果,加强了大桥结构安全的监测与管控才干。大桥运营通车10余年以来，桥梁健康监测体系在大桥结构年度剖析、大数据剖析与归纳评价、飓风应急办理、涡振应急办理等方面发挥了巨大效果，完成了最初体系构建之初的方针。

应急类型

桥梁运营管养进程中会遇到各类突发应急状况，高效的应急办理有必要依据客观牢靠的数据和信息。大桥结构健康监测体系能够实时把握大桥结构状况和运营环境状况，为应急办理供给数据支撑，在各项应急办法进程中发挥了要害效果。从舟山跨海大桥十多年的运营经历来看，最易产生或是影响较大的几类应急事情有：飓风、船撞、车辆超载、交通事端、悬索桥涡激振荡。

飓风

浙江舟山滨海地区，7～9月为飓风时节，飓风或热带风暴相对频频，其对桥梁的运营安全具有重要影响。首要危险为：一是行车危险，二是结构危险，可能会导致交通事端乃至是品格结构危害。

船撞

从1960年以来，国内外每年均匀有1～2座大型桥梁因船只碰击遭受损坏乃至倒毁，船只碰击严峻地要挟着跨航道桥梁的安全。船撞桥梁能够形成桥梁、通行的车辆、船只、人员等巨大的直接丢失和修理费用，船撞桥毁事端还形成交通中止和环境污染等，带来更大的直接丢失。

车辆超载

桥梁首要以服务通行车辆为主，并且在交通路网中发挥着重要的效果。能够说保持桥梁与车辆的调和联系才干充分发挥桥梁结构的通行效果，一起确保桥梁的结构安全，可是超载现象的呈现是对这种联系的一种应战。跟着区域经济的快速开展，卡车的保有量和货品的流通量将逐年添加，并向着大型化卡车的方向开展。车辆超载对大桥的结构安全性和耐久性将产生严峻影响，大桥长时间超负荷承载，将导致大桥部分构件疲惫危害，结构内力、线形也将产生改变。

交通事端

桥梁运营进程中桥上存在车辆相撞、车辆撞桥或车辆起火等事端危险，然后导致结构危害，需对车辆阻塞（满载或严峻偏载）及撞桥危险进行评价。

涡激振荡

大跨度悬索桥在特定风荷载环境下易产生涡振现象，涡振过大会引起行车舒适性下降，添加交通事端危险。

使用实例

西堠门大桥涡激振荡应急事情

当气流绕过桥梁主梁时，在主梁周围产生旋涡掉落，当漩涡掉落频率与主梁某阶固有频率邻近时，主梁将产生一种相似共振的大幅振荡，称为涡激共振，是一种限幅流-固耦合振荡。

图2桥梁主梁的涡激振荡

西堠门大桥为超大跨度悬索桥，在特定风荷载环境下易产生涡振现象，西堠门涡振根本为加劲梁的竖向曲折振荡，一起也是一种限幅振荡，涡振一般引起行车舒适性下降，对桥梁结构安全不构成影响。因为本年大众对虎门大桥涡振事情的强烈反响，涡振这一在桥梁行业界都很专业的工程现象遭到大众的广泛重视。西堠门大桥在2020年的某次涡振中，相同也遭到大众的重视，省、市级政府也对此事情作了专门应急指示，得利于健康监测体系运营十多年来详尽的监测数据及专业剖析评价，有力地证明了涡振对西堠门大桥的结构影响，经专家评定，涡振对大桥结构受力影响较小，大桥结构安全。因而大众一时对西堠门大桥的颤动性重视，没有形成社会不良影响。

依据西堠门大桥建成通车以来监测数据，到2020年7月，共监测到281次涡振现象，均匀每年26.8次，涡振期间的风速、风向、振荡频率、振荡加速度均方根值等数据特征如图。

图3每次涡振确定频率散布

图4每次涡振振荡模态的频数散布

产生过的涡振确定频率有0.133Hz、0.183Hz、0.230Hz、0.275Hz、0.325Hz、0.379Hz、0.436Hz，呈现频次最多的0.325Hz，共有244次，占比87%，其他涡振频率呈现很少。

风偏角是指风向相对于桥轴垂线的夹角,依据西堠门桥址地势特色,在西北－东南方向为开阔带,受山体影响较小,简单产生紊流度较低的风场,然后简单引发梁体涡振。监测到产生涡振现象的桥面风偏角为36°规模内,涡振风偏角均匀值小于25°的次数有257次,占比92%。监测到产生涡振现象的桥面均匀风速首要规模为4m/s～15m/s,绝大多数集中于5.5m～12.0m/s规模内,共有256次,占比92%。

西堠门大桥涡激振荡事情管控办法——

建立涡振预警阈值，分四级预警，结合西堠门大桥健康监测体系软件功用特色，归纳考虑预警的稳定性和时效性，选取加劲梁竖向加速度10分钟均方根值（RMS）为阈值参数。在确保行车安全性及行车舒适度的前提下，尽量少选用封桥等影响面大的办法，设定满意大桥运营需求的阈值，如应急呼应发动，依照既定的预案预警等级的不同，及时报送相关数据，提示运营人员和过往车辆，采纳相应的桥梁检查作业。

利奇马飓风

大跨度桥梁在飓风效果下结构呼应显着，桥上的行车安全性下降一起结构承载遭到检测，因而，飓风应急办理事情期间加强结构监测显得尤为重要。

2019年8月10日清晨1点45分，飓风前后在浙江省温岭市滨海登陆，登陆时中心邻近最大风力16级（52米/秒），这不仅是2019年以来登陆我国最强飓风，也成为1949年以来登陆浙江第三强的飓风；9时，飓风“利奇马”削弱为强热带风暴级，地点在浙江省金华市磐安县境内；8月10日20时在浙江省湖州市南浔境内削弱为热带风暴级。

图52019年9号超强飓风利奇马

图6飓风期间依据监测体系的应急呼应预案

飓风降临前，组织机电工程师进行现场毛病猜测和设备排查。随时重视飓风意向，在飓风降临前48小时随时待命，降临前24小时到岗值守。飓风进程中实时重视监测数据，2小时出一份飓风快报，飓风后3天内出具数据剖析陈述。完善的飓风应急呼应机制，为舟山跨海大桥的飓风天应急办理供给了数据支撑、决策依据。

利奇马飓风期间，依据体系监测的环境荷载和变形、振荡等结构呼应成果，大桥的全体结构运营在规划规模之内。首要表现为桥面风荷载均小于规划基准风速，结构变形与缆索内力在规划值答应规模之内。飓风期间桥梁结构全体静动力呼应各项目标小于规划值，本次监测风速和结构呼应均在可接受规模之内，大桥全体处于安全状况。

以西堠门大桥监测体系数据为例，依据西堠门大桥结构监测体系，统计剖析了西堠门大桥飓风期间（2019年8月9日00：00～2019年8月10日24：00）的风荷载、环境温湿度、锚跨张力、空间变位、结构振荡、倾角、吊索内力等数据，得到如下定论——

1.实测桥面最大十分钟均匀风速为30.2m/s（11级：28.5-32.6m/s，2019-08-1009:10），小于桥塔高度处规划基准风速V=55.14m/s。实测西堠门大桥塔顶最大十分钟均匀风速为36.2m/s（12级：32.7-36.9m/s，2019-08-1009:10），小于桥塔高度处规划基准风速。

2.由索力监测成果能够看出，飓风期间北锚索股索力大部分均在[1200,1400]kN之间，最大值1376.8kN（CT04单元），最小值1093.6kN（CT05单元）。南锚索股索力大部分在[1200,1400]kN之间，最大值1374kN（CT28单元），最小值1134.5kN（CT30单元）。飓风期间主缆锚跨张力有必定的改变，动摇规模较小，飓风后索股张力康复到之前水平。

3.实测飓风期间主梁振荡有必定程度的增大，首要是因为脉动风引起的随机抖振，振荡起伏较小，其间最大竖向加速度均方根值最大值为15.3mg，产生在主跨跨中（2019-08-0923:30）；最大横向加速度均方根值最大值为4.7mg，产生在主跨跨中（2019-08-1004:30）。此外沿纵向测点振荡规则根本共同，飓风期间主梁没有产生反常振荡现象（如主梁涡激振荡等共振现象）。

4.吊索在大部分时段振荡均方根值较小，飓风登陆期间振荡加速度均方根值有所增大，但大部分吊索振荡加速度均方根值在100mg以下，未产生显着的反常振荡现象。一切吊索飓风之后振荡水平康复至事情前水平，飓风期间吊索全体振荡水平在合理规模内。

5.各吊杆振荡幅值差异较大。吊索振荡加速度均方根值最大值为255mg（CAC11），大部分吊索振荡均方根值小于100mg。

6.主梁纵向空间变位的改变规模为[-0.1m1.1m]；横向空间变位的改变规模为[-1.674m0.198m]；竖向空间变位的改变规模为[-1.689m0.526m]。主梁空间变形在飓风期间改变显着,但变形在合理规模内，飓风期间桥梁要害方位结构变形均未超越预警值，未发现危及安全的过大变形。

7.西堠门大桥吊索力在飓风期间改变不大，吊索作业正常。

归纳剖析标明，飓风期间桥梁结构静动力呼应各项目标小于规划值，各监测项监测值均在可接受规模之内。

跟着新式传感、互联网、云核算大数据等新技能开展，大桥监测体系应紧跟年代的脚步，向着“收集数字化、传输网络化、使用智能化”方向开展。

数据处理体系是整个体系的心脏，因而，处理体系的好坏直接决议了整个体系的功能。现在，处理体系首要在两个方面寻求打破，一是对处理体系的数学模型的优化，使其能面临更杂乱的、更巨大的数据链，能习惯更杂乱的环境；二是处理体系的智能化，跟着智能年代的到来，如何将处理体系与云核算、大数据库相结合，运用已有的事例处理本身的问题，这将是未来研究的要点，为更好地监测大桥的结构安全状况，愈加有用应对桥梁的应急事情进行科学的探究。

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