桥梁健康监测系统调研报告

桥梁健康监测系统调研报告林梁健康监测系统调研掖告年月20096

一、传统桥梁结构检查与评估概述1

二、现代桥梁健康监测系统概述2

三、健康监测系统研究现状.四.健康监测系统实施现状

五、健康监测系统应用效果与存在问题15六.健康监测系统改善建议与发展前景16

一、传统桥梁结构检查与评估概述桥梁在建成后，由于受到气候、腐蚀氧化或老化等因素，以及长期在静载和活载的作用下易于受到损坏，相应地其强度和刚度会随时间的增加而降低这不仅会影响行车的安全，并会使桥梁的使用寿命缩短为保证大桥的安全与交通运输畅通，加强对桥梁的维护管理工作极为重要桥梁管理的目的在于保证结构的可靠性，主要指结构的承载能力、运营状态和耐久性能等，以满足预定的功能要求桥梁的健康状况主要通过利用收集到的特定信息来加以评估，并作出相应的工程决策，实施保养、维修与加固工作评估的主要内容包括承载能力、运营状态、耐久能力以及剩余寿命预测承载能力评估与结构或构件的极限强度稳定性能等有关，其评估的目的是要找出结构的实际安全储备，以避免在日常使用中产生灾难性后果运营状态评估与结构或构件在日常荷载作用下的变形振动、裂缝等有关运营状态评估对于大桥工件条件的确认和定期维修养护的实施十分重要耐久能力评估侧重于大桥的损伤及其成因,以及其对材料物理特性的影响传统上，对桥梁结构的评估通过人工目测检查或借助于便携式仪器测量得到的信息进行人工桥梁检查分为经常检查定期检查和特殊检查但是人工桥梁检查方法在实际应用中有很大的局限性美国联邦公路委员会的最近调查表明，根据目测检查而作出的评估结果平均有56%是不恰当的传统检测方式的不足之处主要表现在1需要大量人力物力并有诸多检查盲点现代大型桥梁结构布置极其复杂,构件多且尺寸大，加之大部分的构件和隐蔽工程部位难于直接接近检查，因此，这对现代大型桥梁尤其突出；ii主观性强，难于量化检查与评估的结果主要取决于检查人员的专业知识水平以及现场检测的经验经过半个多世纪的发展，虽然桥梁的分析设计与施工技术己日趋完善，但对某些响应现象，尤其是损伤的发展过程，尚处于经验积累中，因此定量化的描述是很重要的；Hi缺少整体性人工检查以单一构件为对象，而用于现代机械、光学超声波和电磁波等技术的检测工具，都只能提供局部的检测和诊断信息，而不能提供整体全面的结构健康检测和评估信息；iv影响正常交通运行对于较大型的桥梁通常需要搭设观察平台或用观测车辆，无可避免需要实施交通控制；v周期长，时效性差大型桥梁的检查周期可达经年在有重大事故或严重自然灾害的情况下，不能向决策者和公众提供即时信息

二、现代桥梁健康监测系统概述由于人工桥梁检查程序和设施无法直接和有效地应用于大型的桥梁检测上因此有必要建立和发展桥梁结构健康监测与安全评估系统用以监测和评估大桥在运营期间其结构的承载能力、运营状态和耐久能力等桥梁监测系统综合了现代传感技术、网络通讯技术信号分析与处理技术、数据管理方法知识挖掘、预测技术及桥梁结构分析理论等多个领域的知识，极大地延拓了桥梁检测领域，提高了预测评估的可靠性当桥梁结构出现损伤后，结构的某些局部和整体的参数将表现出与正常状态不同的特征，通过安装传感器系统拾取这些信息，并识别其差异就可确定损伤的位置及相对的程度通过对损伤敏感特征量的长期观测，可掌握桥梁性能劣化的演变规律，以部署相应的改善措施，延长桥梁使用寿命监测系统为桥梁评估提供即时客观的依据，但由于资源等方面所限，就目前情况而言，传感器系统不可能涵盖所有构件此外，由于对大型桥梁在复杂环境下响应的认识与经睑的限制，也会导致对某些关键性部位监测的不足大桥损伤大致可分为结构性损伤与非结构性损伤两大类用于结构性损伤检测和非结构性损伤检测的传感器种类和布置截然不同此外，非结构性损伤虽然不会减弱结构的承载能力与耐久性，但对桥梁的正常运营造成隐患大桥健康监测系统的主要功能包括i监测大桥的结构安全及运营状况；ii提供大桥定期维修养护所需要的信息；Hi检验大桥设计假定和设计参数的可靠性和准确性我们特别强调健康监测系统能服务于大桥的定期维修与管理这一功能将通过建立专门的构件危险及易损性评级系统和基于整体检测与局部检测评估体系相结合来实现，建立一个技术先进稳定高效的桥梁健康监测和安全评价系统，对于提升桥梁。