介绍
桥梁结构在运营过程中的评价一直是土木工程行业的热点和难点问题。由于试验环境、结构的复杂性以及结构材料的劣化等影响，桥梁结构的健康评估，特别是损伤的识别变得更加复杂。为了困难。许多学者在实验室对结构模型进行了广泛的研究，提出了许多结构评估和损伤识别的方法。实际运营桥梁评估的准确性可能会受到很大影响。从系统角度来看，桥梁结构是一个独立的系统。外部环境（温度、风荷载）、车辆荷载等可以视为系统的输入，结构应力/应变、挠度、加速度等响应可以视为系统的输入。在系统输出的作用下做一个桥。因此，从系统的角度来看，可以通过精确测量系统的输入和输出来评估结构的状况、材料的劣化、损坏等。原理上很容易理解，但要准确测量桥梁结构输入输出的一些参数却并不简单。这就需要选择关键函数或参数进行测量，同时保证其他参数对结构评估的影响可以忽略不计或者影响能够被准确地修正；被测功能或参数的测试方法需要具有较高的准确度，以保证评估结果的可靠性；另外，在结构评估时，应通过试验参数提取或选择对结构损伤敏感的参数。
总之，桥梁结构的运行评估需要选择关键参数以进行准确的测试。桥梁挠度是桥梁结构运行过程中的关键参数，毫米波雷达测试方法也可以有效地进行精确的静态和动态测试。由于轨道交通桥梁的特殊荷载，对于现有地铁线路来说，列车数量相同，运行速度基本相同。负荷差异主要是客流差异造成的，而客流差异对整体负荷影响不大。因此，对于轨道交通桥梁，特别是结构应力较为明显的结构，动态挠度监测可以有效、准确地对桥梁进行评估。
本文以北京地铁15号线桥梁监测为例介绍动态挠度监测方法。
项目概况
北京地铁15号线后沙峪站至南法新站轨道桥，选取该路段简支桥的一定跨度进行动态挠度监测。跨总长26m，净跨25m，跨下净空10m。结构为简支小箱梁，水平设置两根小箱梁。梁采用现浇湿接缝连接，支撑为钢支撑。这座轨跨桥的每根箱梁都对应着一条地铁轨道。桥跨现场情况如图1所示。
图1 测试桥示意图
毫米波雷达测试原理
毫米波雷达是工作在毫米波频段进行探测的雷达，通常指30-300GHz频域（波长1-10mm）的毫米波。毫米波雷达测量方法是一种基于干涉测量技术来测试被测物体微小动态位移的方法。雷达发射机距测量对象一定距离，发射毫米波信号，通过反射接收到的信号计算相位，通过两次发射的相位差测量缆索或吊杆的振动位移，如图2：
图2 毫米波雷达测试原理
计算公式如下：
现场测试方法
采用雷达法进行现场检测时，雷达发射面与梁跨中底面对齐。现场测试示意图如图3所示，现场测试照片如图4至图6所示。
1号测点对应行车方向：后沙峪站→南法信站；
2号测点对应行车方向：南法新站→后沙峪站。
图3 桥梁挠度现场试验示意图
图4 毫米波雷达照片
图5 无线分布式雷达测试系统
图6 动态挠度现场采集
现场操作步骤如下：
（1）在梁底试验段（本试验中跨中段）下方布置毫米波雷达，将雷达安装在配套三脚架上，调整雷达发射面面向梁底并打开电源开关；
（2）打开无线路由器，将雷达信号通过无线局域网连接到笔记本电脑；
（3）打开测试软件，设置并打开串口，选择采样频率（本次采样频率为50Hz）；
(4) 从雷达接收数据中选择信号最强的测点钢结构挠度 检测，将该测点作为动态偏转测试点，如图 7 所示。图中距离 9.3945m 为雷达到目标的距离。梁的底部。高精度激光测距仪测试的距离基本一致钢结构挠度 检测，因此可以确定测量点的位置是准确的；
(5) 设置存储路径并开始采集。
图7 雷达测点确认
测试结果分析
测试时段为2020年12月1日下午3:00至下午3:30，此时人流处于低峰时段。采集该时间段内有3列列车经过时1、2号测点的动偏时程曲线。 。 3列列车通过时的动偏时程曲线如图8～图10所示。
图8 运行列车从后沙峪站至南法信站时的偏转曲线
当列车1通过时，测点1动态挠度拟合曲线最小值为1.62mm，测点2动态挠度拟合曲线最小值为0.59mm。两个测量点的挠度差为1.03mm。
图9 运行列车从南法新站至后沙峪站时的偏转曲线
当2号列车通过时，2号测点动挠度拟合曲线最小值为1.57mm，1号测点动挠度拟合曲线最小值为0.61mm。两个测量点之间的挠度差为0.96mm。
图10 运行列车从后沙峪站至南法信站时的偏转曲线
当列车3号通过时，测点1动态挠度拟合曲线最小值为1.65mm，测点2动态挠度拟合曲线最小值为0.62mm。两个测量点的挠度差为1.03mm。
主要分析结论如下：
(1) 人流低峰期，两列列车从后沙峪站开往南法新站时，测点1和测点2的挠度差为0.03mm。当两列不同的列车经过时，测得的两个测点（点1和测点2）之间的差值为1.03mm；
(2)人流低峰期，列车从南法新站开往后沙峪站时，测点1、测点2相差0.96mm；
(3)当两辆不同方向行驶的列车在桥上行驶时，车辆对应测点与另一测点的挠度差值基本为1.0mm，最大差值为0.07mm。
根据上述数据分析，由于试验期间列车车数相同，客流量和运行速度基本处于同一水平，偏转试验数据基本一致。因此，利用毫米波雷达可以准确监测列车通过时的动态偏转变化。通过监测高低峰时段列车通过时桥梁的最大动态挠度，可以获得列车正常运行时桥梁跨度挠度的包络线。可以获得包络线的峰值，可以作为监测动态挠度的预警值，从而能够对桥梁结构进行运行监测，评估桥梁结构性能的变化。
城市轨道交通桥梁动态监测建议
桥梁动态挠度测试一直是行业内的难题。北京维修集团科技检测部近三年来在雷达干涉测量方面开展了大量研究工作。特别是在毫米波雷达测量桥梁动态挠度方面积累了丰富的经验并取得了良好的效果。结果。通过对轨道交通桥梁动态挠度试验数据的分析，动态挠度监测对于轨道交通桥梁的运行监测显得尤为重要。目前我单位参与北京城建勘察设计院有限公司牵头的《城市轨道交通桥梁养护技术规范》时，建议对梁变形动态监测的定义及相关规定在轨道交通活荷载作用下需专门加上。
