桥梁结构的系统研究
桥梁结构健康监测系统的研究与应用
桥梁结构健康监测系统的研究与应用近年来，随着城市化的进程，大型桥梁已经成为城市的一道重要的风景线，而桥梁的安全与稳定性对于城市的发展也起到关键作用。
同时，鉴于桥梁的复杂形态和外力影响易造成桥梁的结构性破坏，因此桥梁结构健康监测系统的研发与应用也成为了一个重要的研究方向。
一、桥梁结构健康监测系统的概念桥梁结构健康监测系统是指通过传感器、数据采集器、通信技术、计算机技术等手段对桥梁结构实施现场在线监测、远程数据处理和维护管理的技术体系。
该技术能够实现对桥梁结构、荷载环境、随时间变化的变形等参数进行数据采集、处理和传输，从而评估桥梁的结构健康状态，解决桥梁应力、应变、振动、变形等问题，并及时发现结构病害，提高桥梁的安全性和可靠性。
二、桥梁结构健康监测系统的研究进展目前，国内外均有不少学者在桥梁结构健康监测系统方向进行深入研究，相关技术和理论已经趋于成熟，重点包含：传感器技术、数据传输技术和结构健康监测算法等方面。
传感器技术是实现桥梁结构健康监测系统的核心部分，其主要作用是采集桥梁结构的形变、振动、应力、应变等参数。
目前常用的传感器有应力传感器、应变传感器、振动传感器、加速度传感器、温度传感器等。
这些传感器能够采集准确的实时数据，能够帮助监测人员及时发现结构异变，进而通过合理调整来维护桥梁的健康状态。
在数据传输方面，无线传输方式成为了当前先进的传输方式，它能够实现远距离传输数据，并利用云计算的技术，实现数据的可视化、分析和管理。
比如利用物联网技术采集桥梁数据，并利用云端服务对数据进行处理、分析、记录和可视化，实现了数据的实时监控和管理。
通过结构健康监测算法的研究，能够有效地实现对监测数据进行分析和处理。
例如，信号处理技术、模型识别技术、数据挖掘技术等，能够识别出存在的结构异变信号、分析失效机理和寿命预测，并提供决策支持。
三、桥梁结构健康监测系统的应用现状目前，桥梁结构健康监测系统已经应用于不少项目中，如长江大桥、港珠澳大桥、上海市轨道交通、广东高速公路等。
基于桥梁结构的动态称重系统算法研究
基于桥梁结构的动态称重系统算法研究耿少波;石雪飞;阮欣【摘要】The bridge weigh-in-motion system, based on the bridge structure influence line calculation, attracts many researchers' attention extensively abroad. Portability and recyclability are advantages of B-WIM system. Some foreign products are also applied for existing bridge evaluation while few research papers can be found in China. As its application can provide the existing bridge with real vehicle load data for bridge condition evaluation, the operation principles of the whole system are introduced in detail. With an example of a 3-axle truck, the influence line ordinate generation is elaborated. The general form of matrix method is listed for vehicle axles load calculation. The content discussed in this paper can be used as the basis for software generation of B-WIM system.%基于桥梁结构影响线加载的动态称重系统(B-WIM)便携且可循环使用,近几年在国外引起了学者深刻关注,并开发了相应的商业设备,而我国对此进行相关研究见于文献的很少.该系统可为中小跨径桥梁开展汽车荷载调查提供新的思路,并为中小跨径桥梁汽车活载评估提供直接参数.详细介绍了该系统算法原理,以三轴汽车荷载作为示例介绍了影响线坐标值标定过程,并给出了汽车荷载计算的通用矩阵表达式,为下一步进行设备开发的软件程序提供了理论支持.【期刊名称】《石家庄铁道大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(024)004【总页数】5页(P40-44)【关键词】桥梁结构;动态称重系统;汽车荷载【作者】耿少波;石雪飞;阮欣【作者单位】同济大学桥梁工程系,上海200092;同济大学桥梁工程系,上海200092;同济大学桥梁工程系,上海200092【正文语种】中文【中图分类】U446.30 引言随着我国公路桥梁及城市桥梁的大量建设，在役桥梁承载能力评估吸引了越来越多的桥梁研究者的目光，而汽车荷载作为在役桥梁最重要的活载之一，明确其分布特点具有重要意义。
桥梁施工控制系统研究
桥梁施工控制系统研究摘要：随着桥梁建设的发展，结构越来越复杂，影响施工过程的因素也越来越多。
如何安全实现桥梁施工的最终目标，是现在要解决的重要问题。
这就需要建立合理的施工控制系统来完成任务。
不同类型桥梁的施工对于控制系统的要求也是不一样的，但一般都包括施工管理和现场控制分系统。
关键词：桥梁施工控制系统研究中图分类号：tl372+.2文献标识码：a 文章编号：1.施工控制管理分系统施工控制作为实现桥梁最终目标的重要手段，需要大量的人力和物力，需要有关部门和单位的协同合作，他们都和控制系统有直接关系。
业主主要负责和施工控制单位就施工监控内容进行协调，对监控过程中的相关问题提出意见;设计单位是理论状态的计算者，所以当实际状态与理想状态不符，施工控制单位必须和设计单位进行一协调，设计单位对施工控制的内容和施工工艺的更改发表意见:作为施工控制和设计要求的执行者，施工单位必须严格结合控制单位提出的施工过程变更，实现桥梁理想状态，还要对施工过程中桥梁实际状态反馈给控制单位;社会监理是控制和施工单位的联系者，不仅监督施工控制要求的实施情况，还要对施工控制内容提出意见;政府监督对施工控制内容、方案、目标发表意见同时监督施工单位的具体控制的实施;控制单位是施工控制的核心部分，负责整个控制系统的正常运行，制定施工控制的内容、方案、目标。
总而言之，施工控制是一个综合的系统工程。
需要参与部门或单位精诚合作、一协调，共同努力为工程顺利完成。
2.结构状态监测分系统该系统包括监测理论结构参数和实际结构状态的参数两个支系统。
对设计参数的监测是要为模拟分析提供合理的数据，而实际参数是监测实际状态是否符合预计值的依据。
3.施工现场控制分系统现场施工时，将检测数据输入现场控制系统，与设计理论数据进行比较分析，参数分析，未来状态预测，最后把处理数据用于施工控制系统。
作为整个施工控制的核心部分，现场分系统主要有几部分组成:施工控制分析支系统、参数分析支系统、误差分析支系统、状态预测分系统、综合调优分系统。
大型桥梁结构智能健康监测系统集成技术分析
大型桥梁结构智能健康监测系统集成技术分析
大型桥梁结构智能健康监测系统是指通过传感器、数据采集与处理、无线通信、数据
传输与存储等技术手段，对桥梁结构的健康状况进行实时监测和评估的系统。
其目的是提
前发现桥梁结构的异常变化，预测结构的寿命和安全性，以便及时采取维护和修复措施，
确保桥梁的正常运行和安全使用。
1. 传感器技术：主要是利用传感器对桥梁各部位的结构物理参数进行测量，如应变、振动、位移、温度等。
传感器的选择需要考虑测量范围、灵敏度、稳定性、耐久性等因素，同时要满足工程实际和经济性的要求。
2. 数据采集与处理技术：通过数据采集设备对传感器获取的数据进行采集和处理，
将其转化为数字信号，并进行滤波、放大和模数转换等处理，确保数据的准确性和可靠性。
还需要对采集的数据进行预处理，如去除噪声、校正误差等。
3. 无线通信技术：采集到的数据需要实时传输到监测中心进行分析和处理。
无线通
信技术可以通过无线传感器网络或移动通信网络实现数据的远程传输。
无线传感器网络可
以实现低功耗、长距离、多节点的通信，适用于分布式监测系统；移动通信网络可以实现
大范围、高速率的数据传输，适用于移动监测系统。
4. 数据传输与存储技术：传感器采集的大量数据需要进行有效的传输和存储。
数据
传输技术可以采用以太网、无线局域网、蓝牙等方式，根据具体场景和要求选择合适的传
输协议和网络设备。
数据存储技术可以使用数据库、云存储等方式，实现对大量数据的存
储和管理，同时还可以使用数据压缩、加密等手段保护数据的安全性。
桥梁结构模型与实验报告(一)
桥梁结构模型与实验报告(一)桥梁结构模型与实验报告引言•桥梁结构在现代社会中起着重要的连接作用。
•为了确保桥梁的安全可靠性，工程师们需要进行结构模型和实验研究。
结构模型研究•结构模型的作用：–通过缩小比例，更加便捷地研究桥梁结构的力学性能。
–分析桥梁结构对不同荷载的响应情况。
•结构模型的制作：–选择合适的材料，如木材或塑料。
–使用CAD软件制作桥梁的几何模型。
–建立材料的力学性能模型。
•结构模型的测试：–将结构模型放置在合适的实验装置中。
–施加预定荷载，如静态荷载或动态荷载。
–记录桥梁结构在荷载下的变形和应力情况。
实验报告撰写•实验目的：–阐明研究桥梁结构的目的和意义。
–确定实验的具体目标。
•实验步骤：1.准备结构模型和实验装置。
2.测量结构模型的初始尺寸和材料参数。
3.施加荷载并记录数据。
4.分析数据，得出结论。
•实验结果：–展示实验数据的图表和曲线。
–用文字描述实验结果和观察到的现象。
–对实验数据进行分析和解释。
•结论和讨论：–总结实验结果，回答实验目标。
–讨论实验结果与预期的关系。
–探讨实验中的局限性和改进方法。
结束语•结构模型和实验报告是研究桥梁结构的重要工具。
•通过结构模型和实验，工程师们能够更好地了解桥梁结构的性能和安全性。
•期待未来的研究能够推动桥梁工程的发展和创新。
模型与实验结果的应用•通过模型和实验的研究，我们可以对桥梁结构的设计和施工提供可靠的依据。
•模型和实验结果可以用于验证设计理论和计算方法的准确性。
•模型和实验结果可以为桥梁结构的维护、修复和改造提供参考。
模型与实验的挑战•结构模型和实验需要考虑材料和尺寸的缩放比例，可能会引入缩放效应的误差。
•实验中可能存在测量误差和装置误差，需要进行有效的误差分析和修正。
•模型和实验结果的适用性需要经过多次验证和对比才能确认。
其他研究方法的补充•除了结构模型和实验，还可以使用计算力学方法进行桥梁结构的分析和优化设计。
•运用有限元分析和计算流体力学方法，对桥梁结构的强度、刚度和稳定性进行数值模拟。
基于遗传算法与神经网络的桥梁结构健康监测系统研究
基于遗传算法与神经网络的桥梁结构健康监测系统研究一、本文概述随着现代桥梁结构的日益复杂化和大型化，其健康监测与维护问题日益凸显。
为了有效应对这一挑战，本文提出了一种基于遗传算法与神经网络的桥梁结构健康监测系统。
该系统结合了遗传算法的全局优化能力和神经网络的强大学习功能，旨在实现对桥梁结构的实时、精确监测，以及及时预警和有效维护。
本文首先概述了桥梁结构健康监测的重要性和紧迫性，以及传统监测方法存在的局限性和不足。
然后，详细介绍了遗传算法和神经网络的基本原理及其在桥梁结构健康监测中的应用。
在此基础上，构建了一种基于遗传算法与神经网络的桥梁结构健康监测系统框架，并阐述了其工作流程和实现方法。
通过实验验证和对比分析，本文证明了所提系统的有效性和优越性。
该系统不仅能够实时监测桥梁结构的健康状态，还能够对潜在的安全隐患进行预警和评估，为桥梁结构的维护和管理提供了有力的技术支持。
本文总结了研究成果，并展望了未来的研究方向和应用前景。
本文的研究工作不仅有助于推动桥梁结构健康监测技术的发展，也为其他领域的智能监测和维护提供了新的思路和方法。
二、桥梁结构健康监测技术概述桥梁结构健康监测技术是近年来土木工程领域的研究热点，它综合运用了传感器技术、信号处理技术、结构分析方法和等手段，旨在实时评估桥梁的安全性能和运营状态。
桥梁健康监测不仅对于保障交通安全、预防重大事故具有重要意义，同时也是桥梁养护和维修决策的重要依据。
传统的桥梁健康监测方法主要依赖于人工巡检和定期的结构检测，这些方法不仅效率低下，而且难以全面覆盖桥梁的各个关键部位。
随着科技的进步，尤其是传感器技术的发展，桥梁健康监测逐渐实现了自动化和智能化。
通过在桥梁关键部位布置传感器，可以实时监测桥梁的应力、变形、振动等关键参数，为后续的结构分析和健康评估提供数据支持。
在桥梁健康监测中，数据的处理和分析是至关重要的一环。
一方面，由于监测数据往往具有多维、海量、非线性的特点，传统的数据处理方法往往难以应对。
桥梁结构分析及程序系统(肖汝城)
第一章概述1.1 桥梁结构分析桥梁结构分析是通过桥梁设计资料的汇集，提炼出结构分析条件，然后运用结构分析理论和方法，进行结构计算，最后对计算结果进行判断、审核，决定取舍后将结果转换成有用的设计数据，提供设计者评估桥梁性能和进行结构优化的全过程。
结构分析条件包括自然条件、技术条件和假设条件三部分。
自然条件是指桥址处的气象、水文、地质和地形等。
对于指定桥位，自然条件是客观存在的；技术条件是指桥梁上通过的车辆、行人及其它特种荷载等技术要求，包括车道数、荷载等级、行车速度等。
技术条件是由主管建设部门通过全面统筹考虑，作为设计任务书内容下达的。
在较复杂的工程中，也可由设计单位研究并提出设计建议书，经过专家论证并经主管建设的上级部门审查确定；假设条件是为了对结构进行合理分析，根据前面两个条件和目前已有的经验，对分析对象的结构模式、边界约束条件、工作状态等进行的假定，假定条件的正确与否是决定理论分析对象是否代表实际结构的关键。
桥梁结构分析理论是在经典的结构力学基础上发展起来的，主要研究假定的桥梁结构模型在一定荷载作用下的响应。
随着桥梁事业的迅速发展，传统桥梁设计思想受到了冲击，导致桥梁结构分析理论的进一步发展。
在结构受力方面，传统设计方法仅以恒载一次落架作为结构恒载受力状态。
现代桥梁设计首先考虑施工方法对结构受力的影响，不同的施工方法最终导致结构中不同的内力状态；其次考虑结构中部分构件的可调性，利用预应力索、斜拉索、吊索或吊杆的可张拉性来改变桥梁结构内力的分配，最大限度地使结构受力趋于合理；还运用优化方法，对结构的布跨、横断面的设计和受力状态等进行优化。
由于桥梁跨径的增大，恒载在桥梁结构总荷载中所占的比例增大，因此合理确定成桥恒载状态成为桥梁设计中十分重要的环节。
在结构线形设计方面，传统设计认为结构线形可根据工程需要，由设计人员设定，并以结构恒载一次落架产生的挠度值与部分活载挠度叠加后反号作为预拱度，以期成桥结构在恒活载作用下达到最佳线形。
桥梁结构可靠性研究内容及分析方法
大连理 工大学 贡金 鑫提 出一种 通 １ 安全性 评估 。主要 是指 对结构 的承 载能 力极 限状态 的评 指标的求解带来 了困难 。为此 ， ） 用 的可靠指标计算方法 Ｊ通过引入可 以根据迭代 收敛条件 自动 ， 估 ， 以结构 系统为对象 ， 要 并借助于较为复杂 的结构分析模 型 ， 对结 构 的强度和稳定性等方面进行评价 ， 以弄清结构的实际安全储备 。 ２ 适 用性评估 。指在正 常使 用荷载作 用下 ， ） 主要包 括构件在 调节 的步长 ， 实现对迭代过程和收敛性 的控制 。 ４ Ｍｏｔ—ａ ｏ法 。Ｍｏｔ－ａｌ 是 以数理 统计 理论 为基 础 ） ｎｅＣ ｄ ｎ Ｃｒ ｅ ｏ法
２ 在正常使用 时 ， ） 具有 良好 的工 作性能 ；） 正常维修 和养护下 ， 础上 ， ３在 对结构在 正常使 用和 正常维 护条件 下 ， 在规 定 的使 用 期 限 具有足够 的耐久性能 ； ） ４ 在偶然 事件（ 如地 震 、 炸 、 击 、 爆 撞 龙卷风 内应有的足够使用寿命 的评估 。 及 冰凌 等） 发生 时及 发生后 ， 仍能保持 必需的整体稳定性 。
随着计算机的发展而形成 的一种独特 的、 用数值模拟来解决 与 使用 寿命 期限 内应 具 有足 够 的刚度 和使用 性 能。通过 对结 构 的 的 ，
３ 斜井作 为隧道工程最 常用 的辅助 导坑形式 ， ） 位置 的选择对 道正洞 的施 工进 度 ； 于实现增设斜井 目的的实现至关重要 ， 根据 隧道长度 、 期 、 应 工 地 ５ 随着辅助导坑设备机械化程 度 的提 高 ， ） 辅助 导坑进入 正洞
桥研究报告
桥研究报告【桥研究报告】一、研究目的：探索桥梁的结构原理、设计方法和材料选用等方面的技术问题，以提高桥梁的承载能力、使用寿命和安全性。
二、研究内容：1. 桥梁结构原理：通过实地调研、文献查阅和分析，研究不同类型桥梁的结构原理，包括梁桥、拱桥、斜拉桥等，探讨不同结构形式的优缺点。
2. 桥梁设计方法：使用计算机辅助设计软件，对桥梁进行结构分析和设计，考虑到桥梁的承载能力、自重、荷载和地震等因素，制定相应的设计方法和准则。
3. 桥梁材料选用：研究常用桥梁材料如钢材、混凝土、预应力混凝土等的性能和应用情况，分析不同材料的优劣势，选择适合桥梁工程的材料。
4. 桥梁施工技术：研究桥梁的施工工艺、施工方法和施工安全等相关技术问题，探讨如何确保桥梁工程的施工质量和进度。
5. 桥梁维护养护：研究桥梁的维护养护方法和策略，包括定期检查、修补、防腐防锈和抗震加固等措施，以延长桥梁的使用寿命。
三、研究方法：1. 实地调研：前往不同地区的桥梁工程，观察桥梁的结构形式、材料选用和施工工艺等，了解实际情况。
2. 文献查阅：通过查阅相关教材、科技论文、技术规范等文献资料，获取桥梁研究的理论基础和实践经验。
3. 数值计算：使用计算机辅助设计软件进行桥梁的结构分析和设计，得出相应的计算结果。
4. 实验验证：通过搭建小型桥梁模型，进行力学实验和振动测试，验证计算结果的准确性和可靠性。
四、研究成果：1. 桥梁结构简化模型：根据研究结果，建立桥梁的简化模型，可用于工程设计和分析计算。
2. 桥梁设计规范和准则：制定桥梁设计的相关规范和准则，以指导实际工程建设。
3. 桥梁材料选用指南：编写桥梁材料的选用指南，提供给工程设计师和施工人员参考。
4. 桥梁施工技术手册：总结桥梁施工的经验和技巧，编写施工技术手册，以提升工程施工质量。
5. 桥梁维护养护策略：制定桥梁维护养护的策略和方法，以保证桥梁的安全可靠。
以上是关于桥梁研究的简要报告，通过研究桥梁的结构原理、设计方法和材料选用等方面的问题，旨在提高桥梁的承载能力、使用寿命和安全性，为桥梁工程的设计、施工和维护提供科学的依据和技术支持。
桥梁结构监测系统的设计与实现
桥梁结构监测系统的设计与实现近年来，随着经济的快速发展和城市化进程的加速，大量的桥梁工程建设，使得桥梁的质量和使用状况成为了一个十分关键和重要的问题。
为了保证桥梁结构在使用中的安全性，必须对其进行全面和科学的监测与评估。
而设计和实现一套高效、准确的桥梁结构监测系统，则是该需求的一个重要环节。
在桥梁结构监测系统的设计和实现中，需要考虑许多的技术和要素。
下面将从监测原理、系统功能、数据处理、技术难点和未来发展等方面来具体探讨。
一、监测原理桥梁监测系统的原理就是通过传感器对桥梁结构进行实时数据采集，并通过自动化技术进行处理和分析，从而对桥梁结构的状态、位移、应力和振动等参数进行实时监测和控制。
桥梁监测系统主要采用的是无线数据传输和云平台技术，以达到实时在线监测的目的。
二、系统功能桥梁监测系统的主要功能有：1、三维形变分析和结构安全评估；2、桥梁健康状况监测和预警；3、桥梁使用寿命预测和维护管理；4、桥梁特殊应用环境的离线数据分析和统计等。
其中的三维形变分析和结构安全评估是最为重要的，可以对桥梁结构的变形、应力、振动等经过算法模拟，通过数字化的方式得出实际结构中的适用力大小和变形情况，从而进行评估，得出结论，保障桥梁结构的安全使用。
三、数据处理桥梁监测系统的数据处理包括实时数据采集、数据存储、数据分析、数据呈现等多个步骤。
实时数据采集主要通过传感器采集数据然后传输到控制中心；数据存储则是将采集的数据存储到远程服务器或本地，以备后续分析；数据分析主要分为基础数据分析和升级数据分析，在基础数据分析中，主要进行数据可视化和整合分析；升级数据分析主要是对数据进行深度分析和模型算法建立；最后是数据呈现，这个步骤主要是为了更加直观的展示数据结果。
整个数据处理过程需要涉及到计算机软件、数据采集和传输设备、云平台技术等多种技术和设备支持。
四、技术难点桥梁监测系统的设计与实现中还存在一些技术难点，其中包括：1、数据传输问题，监测的桥梁可能分散在不同地区，如何实现数据的收集、传输和接收；2、传感器的选择和部署位置问题，如何根据监测对象不同，选择合适的传感器，并合理部署在桥梁结构的不同部位；3、数据分析和模型建立问题，如何通过对桥梁监测所得数据的深度分析与模型建立，有效评估桥梁的安全性和健康状况。
桥梁结构的系统
Value Engineering1系统论上个世纪四十年代，一般系统论的新思维由贝塔郎菲提出，然后维纳与申农又提出控制论与信息论，至此改变了人们对事物整体与部分关系的看法，完成了机械整体性向系统整体性的发展。
在六七十年代，系统科学出现了普里高津的耗散结构论、哈肯的协同论、艾根的超循环论以有托姆的突变论，其主要针对系统的存在、发展与消亡过程进行探讨，强调所有的净化系统均可以自行组织，而且不同要素之间具有协调作用。
从七十年代以来，越来越多的人开始关注系统的核民问题，即研究系统机制，此时混沌理论、分形理论以及孤波理论等解释系统机制的相关理论构成了系统动力学理论，其主要是对系统的非线性机制进行考察。
从某种意义而言，凡物皆系统，对任何系统的考察均要分析其要素、结构以及功能与环境等各个方面。
系统的主要特性体现在以下几个方面：加和性与非加和性、整体不等于部分之和、要素与结构以及环境决定了系统的整体功能、系统功能由结构来决定等。
只有开放的系统才能产生新的结构，这是由于系统处于非平衡态，只有外加能量或者信息才能维持。
系统远离平衡态失稳以至形成新的结构要依赖于非线性的反常涨落。
涨落在远离平衡时起驱动作用，不可逆性会导致新的结构，产生新的质。
如今在很多领域均已开始应用系统论，此处我们就基于系统研究的思想对桥梁结构的相关新领域进行系统的理解，进而在桥梁系统的研究领域引入系统机制理论。
2桥架结构系统桥梁结构比较复杂，由各种结构以及很多不同的材料组合而成，图1是对桥梁结构进行的简单介绍。
桥梁结构系统，是整个桥梁工程中的一个很重要的子———————————————————————作者简介：王明飞（1977-），男，贵州长顺人，大学本科，专业是公路工程。
桥梁结构的系统研究System Research of the Bridge Structure王明飞WANG Ming-fei（中交第三公路工程局第四工程分公司，重庆401147）（The Fourth Engineering Branch of CCCC Third Highway Engineering CO.，LTD.，Chongqing 401147，China ）摘要：本文基于系统研究的角度来理解桥梁结构的新领域。
桥梁结构状态预警系统研究
预警 系统是 健康监测系统状态评估 系统 的重 要组成部分 ， 以及时发现或预报结构的异常 ， 可 保 障结构 的安全运 营。桥梁结构预警 系统通 过对健 康 监测 系 统采 集 的结 构响应 数 据进 行 处理 与分 析 ， 时 掌 握 、 估 桥 梁 结 构 的运 营 状 态 ， 桥 梁 实 评 当 结构状 态出现异 常时及 时进行报 警 ，根据异常情 况发 出相应 的指令 ， 避免事故 的发生或扩大 ， 为桥 梁 的运营管理提供 科学依据 。 状态预警（ 损伤预警 ） 是多阶段（ 分步 ） 损伤诊断 策 略 的第 一 阶段 （ ） 】 结 构 损 伤诊 断 的 开关 ， 步 ， 是 只有在状态预警时， 才会进行损伤位置和损伤程度的 诊断 ， 因此 ， 预警系统对结 构损伤诊 断也至关重要 。 由此 可 知 ， 究 状态 预警 系统 意义 重 大 。 个 研 一 好的状态预警系统应具有 以下几个特点 ： （ ） 时性 。 １及 及时的预报能使桥 梁管 理部 门在 第一时 间掌握桥梁状态信息 ，争取时 间采取各 种 有 效 措 施 ，防止 发 生 进 一 步 的破 坏 和 引发 其 他 事 故 ，保 障生命财产安全 。尤其对于各类 突发性 事 件 ， 撞船 、 如 地震 等 ， 时 的预 报 是 极 其 重 要 的 。 及 （） ２ 准确性 。由于外部干扰 、 设备不稳定 等因 素， 都会 引发 系统误 报 ， 因此 ， 系统 的设 计应具 有 定 的稳定性 和抵抗干扰 的能力 ，能够在各 种状 态下准确预报 ，避免误报带来 的资源 浪费和不利 的社 会 影 响 。 （） ３ 自动化。 由于预警系统需要实时在线监测
Ｏ 引 言
近年来 ， 为了保 障桥梁结构 的安全运 营 ， 减少 灾难 的发生 ，国内许 多大跨度 桥梁陆续安装 了桥
桥梁结构健康监测系统的开发与应用
桥梁结构健康监测系统的开发与应用引言桥梁是交通运输中重要的基础设施之一，承担着车辆和行人的重要通行任务。
为了保障桥梁的安全运行，对其结构的健康状态进行监测至关重要。
随着信息技术的快速发展，桥梁结构健康监测系统得到了广泛应用。
本文将介绍桥梁结构健康监测系统的开发与应用，包括系统组成、工作原理、数据处理与分析、以及实际案例应用。
1. 系统组成桥梁结构健康监测系统主要由以下组成部分构成：1.1 传感器网络传感器网络是桥梁结构健康监测系统的核心组成部分。
通过在桥梁结构上部署各种类型的传感器，如应变传感器、加速度传感器、温度传感器等，可以实时获取桥梁结构的各项数据。
1.2 数据采集与传输模块数据采集与传输模块负责从传感器网络中采集数据，并将数据传输到监测系统的中央服务器。
通常采用有线或无线通信方式进行数据传输。
1.3 中央服务器中央服务器是桥梁结构健康监测系统的数据处理和存储中心。
它接收来自数据采集与传输模块的数据，并对数据进行处理、分析和存储。
1.4 数据处理与分析软件数据处理与分析软件是桥梁结构健康监测系统的重要组成部分。
它能够对传感器数据进行处理、分析和可视化展示，实时监测桥梁结构的健康状态。
2. 工作原理桥梁结构健康监测系统的工作原理如下：1.传感器网络部署在桥梁结构上，通过测量感兴趣的物理量，如应变、振动等，将数据采集并传输到中央服务器。
2.数据采集与传输模块负责从传感器网络中采集数据，并将数据通过有线或无线通信方式传输到中央服务器。
3.中央服务器接收传感器数据，并对数据进行处理、分析和存储。
4.数据处理与分析软件对传感器数据进行处理、分析和可视化展示，实时监测桥梁结构的健康状态。
5.监测人员可以通过监测系统的界面查看桥梁的健康状态，并根据监测结果采取相应的维护和修复措施。
3. 数据处理与分析桥梁结构健康监测系统的数据处理与分析涉及以下方面：3.1 数据预处理数据预处理是对原始数据进行清洗和校正的过程。
桥梁结构分析的杆系有限元法及结构模型的建立2015
结构的离散化
确定了结构的全部 节点，也就确定了 结构的单元划分， 然后对结构进行单 元编号和节点编号， 通常单元编号用①， ②，……表示，节 点编号用1， 2，……表示，如图 所示。
6 67
5
4
3
5
4
1
2
1
2
3
单元杆端力与杆端位移的表示方法
• 平面桁架单元的局部坐标和整体坐标：
y
y
x
3
x2
2
y
1
结构分析的杆系有限元法
• 概述 • 有限单元法的概念及应用 • 结构的离散化 • 单元杆端力与杆端位移 • 逆步变换 • 单元刚度矩阵 • 总刚度矩阵 • 边界条件的后处理法 • 线性代数方程组的数值解法
结构分析的含义
• 结构分析的含义，不仅指在一定的已知条件下对结构的变 形和内力等进行计算，而且包括分析构件刚度变化对内力 变化的影响，对结构的几何组成进行分析，以及选择合理 的结构形式等等。
结构分析的有限元法
• 美国20世纪70年代推出的至今仍然是世界销售量最大的 NASTRAN(NAsa STRuctural Analysis，美国国家航空和 宇宙航行局结构分析程序系统)程序与当时西德推出的 ASKA(Automatic System for Kinematics Analysis，运动 分析的自动程序系统)齐名，同为当时最为著名和广泛应 用的程序，但几十年后的现在，ASKA已无法与 NASTRAN相比。原因是ASKA后来没有大规模的资金投 入，使程序不断得到滚动发展（维护）和组织推广、剌激 程序在竞争中不断改进各种功能。
向量
X
e i
Yi e
F
e
Fi e Fje
桥梁结构的系统
Value Engineering1系统论上个世纪四十年代，一般系统论的新思维由贝塔郎菲提出，然后维纳与申农又提出控制论与信息论，至此改变了人们对事物整体与部分关系的看法，完成了机械整体性向系统整体性的发展。
在六七十年代，系统科学出现了普里高津的耗散结构论、哈肯的协同论、艾根的超循环论以有托姆的突变论，其主要针对系统的存在、发展与消亡过程进行探讨，强调所有的净化系统均可以自行组织，而且不同要素之间具有协调作用。
从七十年代以来，越来越多的人开始关注系统的核民问题，即研究系统机制，此时混沌理论、分形理论以及孤波理论等解释系统机制的相关理论构成了系统动力学理论，其主要是对系统的非线性机制进行考察。
从某种意义而言，凡物皆系统，对任何系统的考察均要分析其要素、结构以及功能与环境等各个方面。
系统的主要特性体现在以下几个方面：加和性与非加和性、整体不等于部分之和、要素与结构以及环境决定了系统的整体功能、系统功能由结构来决定等。
只有开放的系统才能产生新的结构，这是由于系统处于非平衡态，只有外加能量或者信息才能维持。
系统远离平衡态失稳以至形成新的结构要依赖于非线性的反常涨落。
涨落在远离平衡时起驱动作用，不可逆性会导致新的结构，产生新的质。
如今在很多领域均已开始应用系统论，此处我们就基于系统研究的思想对桥梁结构的相关新领域进行系统的理解，进而在桥梁系统的研究领域引入系统机制理论。
2桥架结构系统桥梁结构比较复杂，由各种结构以及很多不同的材料组合而成，图1是对桥梁结构进行的简单介绍。
桥梁结构系统，是整个桥梁工程中的一个很重要的子———————————————————————作者简介：王明飞（1977-），男，贵州长顺人，大学本科，专业是公路工程。
桥梁结构的系统研究System Research of the Bridge Structure王明飞WANG Ming-fei（中交第三公路工程局第四工程分公司，重庆401147）（The Fourth Engineering Branch of CCCC Third Highway Engineering CO.，LTD.，Chongqing 401147，China ）摘要：本文基于系统研究的角度来理解桥梁结构的新领域。
桥梁结构可靠性研究综述
桥梁结构可靠性研究综述【摘要】本文对桥梁结构可靠性进行了综述研究。
首先介绍了桥梁结构可靠性分析方法，包括静力分析、动力分析和风险分析等；其次探讨了桥梁结构可靠性评估指标，如可靠性指数和安全系数；然后分析了目前桥梁结构可靠性研究的现状，包括国内外研究成果和发展趋势；接着讨论了影响桥梁结构可靠性的因素，如材料强度、设计负荷和施工质量等；最后探讨了桥梁结构可靠性的优化设计方法，包括结构减震、耐久性设计和智能监测技术；最后展望了桥梁结构可靠性研究的未来发展方向，为桥梁工程领域的相关研究提供了参考和借鉴。
【关键词】关键词: 桥梁结构、可靠性、研究综述、分析方法、评估指标、现状、影响因素、优化设计、展望。
1. 引言1.1 桥梁结构可靠性研究综述桥梁结构可靠性是桥梁工程中非常重要的一个研究领域，其研究旨在评估和提高桥梁在使用过程中的安全性、稳定性和可靠性。
随着桥梁结构的日益复杂化和跨度的增大，桥梁结构的可靠性研究显得尤为重要。
本文对桥梁结构可靠性研究进行了综合梳理和总结，旨在探讨桥梁结构可靠性分析方法、评估指标、研究现状、影响因素和优化设计等方面的内容。
为了更好地揭示桥梁结构可靠性的研究现状和未来发展方向，本文将系统性地分析和总结当前国内外相关研究成果，并探讨桥梁结构可靠性研究的前沿问题和挑战。
通过对桥梁结构可靠性的综合评价和分析，可以为桥梁设计、建造和维护提供科学的依据和参考，进一步提高桥梁工程的安全性和可靠性，推动桥梁工程的发展和完善。
本文将对桥梁结构可靠性研究进行全面系统的总结和梳理，为相关领域的研究人员提供参考和借鉴，推动桥梁结构可靠性研究的深入发展和完善。
2. 正文2.1 桥梁结构可靠性分析方法是研究桥梁结构安全可靠性的重要内容之一。
在桥梁结构可靠性分析中，通常采用蒙特卡洛模拟、有限元分析、可靠性指标分析等方法。
蒙特卡洛模拟是一种通过大量随机抽样来获取系统输出的分布情况的方法。
通过对桥梁结构的各种参数进行多次随机抽样模拟，可以得到桥梁结构在不同工况下的承载能力、安全性等指标，从而评估其可靠性。
桥梁结构稳定性分析与改进研究
桥梁结构稳定性分析与改进研究桥梁作为一种重要的交通基础设施，承载着人们走向美好生活的希望，但是，在长时间的使用过程中，桥梁会受到各种因素的影响，可能出现扭曲、变形、裂缝等问题，严重影响其使用效果和安全性能。
因此，对桥梁结构稳定性的分析和改进显得十分必要。
一、桥梁结构稳定性分析桥梁结构稳定性是指在保证其受力有效的前提下，抵抗外部负载并保持不变形、不破坏的能力。
稳定性分析主要包括强度分析和变形分析。
强度分析是指计算桥梁结构所能承受的最大荷载大小，以确定其强度是否合理。
而变形分析则是指根据桥梁结构的弹性特性，计算桥梁所受荷载时的变形情况，以评估结构的稳定性。
在进行桥梁结构稳定性分析时，需要注意以下几点：1. 定义合理的荷载模型荷载模型是稳定性分析的基础，需要根据桥梁的实际情况，合理选择荷载类型及大小。
2. 确定合理的边界条件桥梁结构稳定性分析时，需要对边界条件进行限定，包括支座的类型、布置方式、摩擦系数等。
3. 考虑结构非线性桥梁在受荷的过程中会出现非线性现象，如屈曲、稳定性失效等，需要在分析过程中加以考虑。
二、桥梁结构稳定性改进研究为了提高桥梁的稳定性，目前的改进方法主要包括以下几种：1. 合理设计桥梁的几何、材料、支座等结构参数通过合理的设计，使得桥梁结构的为空间的刚度和稳定性都得到了相应的提高。
2. 增强桥梁的承载力可以采用加固桥梁、加厚桥梁等方式，从而提高桥梁的承载力。
3. 提高桥梁的防腐性能桥梁所处的环境很多时候会对其稳定性造成影响，应当采取相应措施，如进行防腐、打蜡处理等，从而提高桥梁的耐用性和稳定性。
4. 建立桥梁监测系统，定期进行检测和维护监测系统可以实时监测桥梁结构的状况，并在需要时进行修缮和更换，从而保证桥梁的稳定性。
三、结语桥梁是交通基础设施的重要组成部分，其稳定性非常重要。
为了保证桥梁的稳定性，进行稳定性分析以及采取相应改进措施是必不可少的。
未来，在桥梁建设和运用过程中，人们需要不断地总结经验，优化改进方法，以保证桥梁的安全性和稳定性。
桥梁结构可靠性研究综述
对于结构可靠性这⼀学科，从其诞⽣到现在已经有了长⾜的发展：从基于概率论的随机可靠性到基于模糊理论的模糊可靠性以及近年来提出的⾮概率可靠性，使得这⼀理论⽇臻丰富和完善，并深⼊渗透到各个学科和领域。
⼀、结构可靠性理论研究历史 长期以来，⼈们就⼴泛采⽤"可靠性"这⼀概念来定性评价产品的质量。
这种靠⼈们经验评定其产品可靠、⽐较可靠、不可靠，没有⼀个量的标准来衡量。
1939年，英国航空委员会出版的《适航性统计学注释》⼀书中，⾸次提出飞机故障率不应超过10-5次3h，这可以认为是最早的飞机安全性和可靠性定量指标[1]；⼆战后期，德国的⽕箭专家R.Lusser⾸次对产品的可靠性作出了定量表达。
他提出⽤概率乘积法则，将系统的可靠度看成是各个⼦系统可靠度的乘积，从⽽算得V-Ⅱ型⽕箭诱导装置的可靠度为75%[2]；1942年，美国⿇省理⼯学院⼀个研究室开始对真空管的可靠性进⾏深⼊的调查研究⼯作。
⼆战期间，军⽤电⼦设备的⼤量失效使美国付出了相当惨重的代价。
于是引起了美国军⽅对可靠性问题的⾼度重视，同时率先对可靠性问题进⾏了系统地研究，并于1952年成⽴了"电⼦设备可靠性咨询组"，简称AGREE（Advisory Groupon Reliability of Electronic Equipment）。
该组织于1957年发表了的《电⼦设备可靠性报告》。
报告中提出了⼀套完整的评估产品可靠性的理论和⽅法。
该报告被公认为是可靠性研究的奠基性⽂献。
1965年，国际电⼦技术委员会（IEC）设⽴了可靠性技术委员会TC-56，协调了各国间可靠性术语和定义、可靠性的数据测定⽅法、数据表⽰⽅法等。
上世纪60年代以来，可靠性的研究已经从电⼦、航空、宇航、核能等尖端⼯业部门扩展到电机与电⼒系统、机械设备、动⼒、⼟⽊建筑、冶⾦、化⼯等部门[3]. 结构可靠性理论的产⽣，是以20世纪初期把概率论及数理统计学应⽤于结构安全度分析为标志，在结构可靠度理论发展初期，只有少数学者从事这⽅⾯的研究⼯作，如1911年匈⽛利布达佩斯的卡钦奇就是提出⽤统计数学的⽅法研究荷载及材料强度问题；1926年德国的迈耶提出了基于随机变量均值和⽅差的设计⽅法，这是最早提出应⽤概率理论进⾏结构安全度分析的学者之⼀。
研究桥梁研究报告
研究桥梁研究报告
研究桥梁的研究报告主要涵盖以下几个方面：
1. 桥梁的类型和结构：介绍不同类型的桥梁，如梁桥、拱桥、悬索桥等，以及它们的基本结构原理和特点。
2. 桥梁的材料和设计：探讨桥梁所使用的材料，如钢、混凝土等，以及它们在桥梁设计中的应用。
讨论桥梁的设计原则和方法，包括静力学和动力学分析等。
3. 桥梁的施工和养护：介绍桥梁的施工过程，包括桩基建设、梁体浇筑等步骤。
探讨桥梁的养护管理方法，如定期巡检、维修和加固等。
4. 桥梁的荷载和安全评估：研究桥梁所承受的各种荷载，如自重、交通荷载、地震荷载等，以及它们对桥梁结构的影响。
进行桥梁的安全评估，包括强度、刚度和稳定性等方面的评估。
5. 桥梁的经济和环境影响：分析桥梁建设和维护的经济成本，包括施工费用、维修费用等。
探讨桥梁对环境的影响，如土地利用、水生态和空气质量等方面。
6. 桥梁的未来发展：展望桥梁技术的发展趋势，如智能桥梁、可持续性设计和新材料的应用等。
提出桥梁研究的未来方向和挑战。
这些内容将从理论和实践角度综合分析桥梁的设计、施工和养
护等方面，为相关领域的研究者、工程师和决策者提供参考和指导。
同时，研究报告还可以针对具体的桥梁工程进行实证研究，对桥梁的设计和管理提出具体建议和改进措施。
大跨径缆索承重桥梁结构运维应急体系研究
大跨径缆索承重桥梁结构运维应急体系研究大跨径缆索承重桥梁，可谓是工程界的“顶级大咖”，要是把它比作建筑界的明星，那绝对是超红大腕。
别看它平时高高在上、横跨河流、纵横城市，实际上，它每天都在默默承担着无数车辆的“重压”。
这些桥梁的运维和应急体系就像是它们的“保镖”，随时准备应对突如其来的挑战。
你想啊，如果桥梁半夜突然“生病”，谁能第一时间赶到？有没有快速解决问题的办法？这些问题，都得通过研究来搞定。
说到运维和应急体系，你可能会想：难不成要派个维修工爬到桥上去修？当然不是这么简单，咱们的大桥可不是随随便便能修的。
运维体系的建立，实际上是给桥梁设置了一个无形的“守护网”。
它包括了桥梁的定期检查、监控、预警系统等。
这些都不是一朝一夕能做好的，而是要经过长时间的研究、测试、积累，甚至是做上千次的模拟实验才能搞明白。
你想想，一条钢索可能看起来毫不起眼，但它要承受的力量简直让人瞠目结舌。
如果不定期检查，有可能就在某个“看似不重要”的地方发生事故。
你知道吗？桥梁的“健康状况”就像人类一样，得定期“体检”。
比方说，缆索如果突然断了，桥梁的稳定性会立马打折扣。
那样的后果可想而知，不光是桥梁自身，甚至下方通行的车辆也会陷入危险。
所以，运维体系的工作就显得至关重要。
每次检查，都是对桥梁的一次“深度体检”，看看哪儿松了，哪儿紧了，哪儿需要加固。
而且这些检查不仅仅是眼睛能看得见的表面功夫，更重要的是那些你看不见的地方，譬如桥下的钢筋、缆索内的腐蚀、磨损的情况，这些都得通过高科技设备来进行监测。
大家可能觉得“哎呀，桥梁好好的，咋还需要这么麻烦的运维体系？”但是问题来了，万一出现了突发状况怎么办？比如说，某个地方突然发生了强烈的地震，或者天气变化异常，桥梁的结构可能会出现微小的变化。
如果没有提前设计好的应急体系，出了事那可就不好收场了。
你想想，一个大桥，万一发生了紧急情况，人员和车辆的撤离可不是小事。
要有专门的应急预案，还要配备应急物资，甚至是专门的维修队伍，确保一切能在短时间内解决。
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桥梁结构的系统研究摘要：本文用系统研究的思想来系统地理解桥梁结构的一些新领域。
分析表明桥梁结构是一个要素和结构复杂、具有生存环境和结构功能的动力学系统。
系统研究思路已应用于桥梁结构系统识别和健康监测，通过主动施加外部能量来实现对系统的控制。
桥梁结构系统具有分形特征，分维值对结构非线性的描述是一个有效的工具。
关键词：系统桥梁分形一、系统论 1945年贝塔郎菲提出了一般系统论的新思维，随后维纳、申农分别提出了控制论和信息论，从而使得人们对事物整体和部分的关系看法由机械整体性发展到系统整体性。
60～70年代间，系统科学出现了耗散结构论（普里高津）、协同论（哈肯）、超循环论（艾根）和突变论（托姆），主要讨论系统的存在、发展和消亡，强调任何一个净化系统都能够自行组织，并且不同要素之间具有协调作用。
70年代以来，对系统最核心的问题即系统机制的研究得到广泛关注，出现了对系统机制解释的混饨理论、分形理论、孤波理论等，构成了系统动力学理论，主要考察系统的非线性机制。
凡物皆系统，考察任何系统都要对其要素、结构、功能、环境等方面进行分析。
系统具有以下主要特性：①加和性和非加和性；②整体不等于部分之和；③整体功能取决于要素、结构和环境；④结构决定了系统的功能。
系统处于非平衡态，需要外加的能量（或信息）来维持，因此，能够产生新的结构的系统一定是开放的。
系统远离平衡态失稳以至形成新的结构要依赖于非线性的反常涨落。
涨落在远离平衡时起驱动作用，不可逆性会导致新的结构，产生新的质。
系统论已被应用于很多领域，本文旨在应用系统研究的思想来系统地理解桥梁结构的一些新领域，进而将系统机制理论引入桥梁系统的研究。
二、桥架结构系统桥梁是由多种材料、不同结构组合而成的复杂系统。
桥梁结构系统的要素、结构、功能及环境的简要示意图。
桥梁结构系统是桥梁工程大系统的一个子系统，不同的桥梁结构体系又构成各个更低层次的子系统。
要素中的各种基本构件也构成一个层面上的系统，有其自身的要素、结构、功能和环境。
桥梁结构系统整体不等于部分之和。
单个基本构件，比如单个梁构件，是无法实现跨越峡谷甚至海峡的目的的，而多个构件按照一定的构造规则组成悬索桥或斜拉桥就可以实现。
结构系统的整体功能取决于构件单元、结构体系和环境状况，其中起决定性的是系统的结构，通常只有大跨斜拉桥和悬索桥才能作为跨海大桥的候选桥型，对抗震性能要求较高的地区，应选用抗震性能较好的结构系统，如连续刚构、斜拉桥等，或对连续梁等桥型进行结构的改进，设计支座单元，达到减震目的。
耗散结构理论认为，在远离平衡状态的非平衡区内，在非线性的非平衡作用下系统演化方向是不确定的，系统的平衡可能失稳，发生突变或分又，系统呈现出新的结构稳定状态。
这种结构是一种非平衡的结构，接受环境注入系统的负熵流才能稳定。
桥梁的非线性行为同样体现了这一思想，桥梁的失稳为系统突变所致，地震荷载作用下的桥梁系统的延性抗震性能也是结构非线性性能的体现。
三、桥架结构的系统研究思路 1．系统识别与健康监测结构系统识别是通过试验和计算机来实现对结构的建模。
桥梁结构可以看作一 ?quot;灰箱"系统，处于一定环境中的桥梁结构，一定的输入对应一定的输出，通过对系统输出和输入的分析，可以实现对结构系统的判断和识别。
对这样一个灰箱的识别首先应确立一个由梁整体监测的许多困难，对桥梁在使用年限内工作特性的变化缺乏全面深入的研究，难以建立客观同一的桥梁状态评估标准。
所以整个技术的成功开发乃至系统目标的最终实现有赖于更好地结合系统自身的要素、结构和系统工作环境。
具体实现桥梁结构系统的健康监测与状态评估，当前主要有以下几方面的工作【 2】（ 1）针对系统输出：开发和应用以无线通讯技术为手段的数据采集系统；开发能适用于交通荷载风荷载及定点测试荷载的传感器最优布设技术；（ 2）针对系统输入和输出的反向分析：采用动态边界子结构原理，开发以结构模型修正法为基础的结构损伤识别技术；研究非线性结构模型的时域评估方法及系统识别技术；寻找更适合桥梁监测的新指纹；开发桥梁观察与监测收据管理系统及决策专家系统；综合良态建模技术，改善有限元模型修正方法；（ 3）系统分析的终端应用：根据观察与监测的结果分析实桥的剩余承载能力；建立桥梁安全准则及能用于桥梁整个寿命过程经济评价的估价模型。
2．系统控制古典控制理论起源于本世纪 20年代，主要以单变量线性定常系统为研究对象，以频率法为主要方法研究控制系统的动态特性。
50年代以来，逐渐出现了多变量系统、系统灵敏度分析、动态系统测试状态空间方法和 Bellman动态规划等现代控制理论方法【5】。
在系统与控制理论中，主要研究动力学系统。
桥梁结构在动力荷载作用下，表现为不确定性的随机系统，其非线性行为受到越来越多的关注和研究。
尤其在桥梁的抗震和抗风领域，近年来从传统的抗震抗风设计思路发展到结构控制思想。
目前的结构控制方式主要有被动控制、主动控制和混合控制，被动控制是通过支座、阻尼器等装臵来消耗输入系统的外部环境能量；主动控制的基本思想是通过主动施加外部能量来抵消和消耗环境输入能量，使偏高平衡状态的系统在新的注入能量流作用下找到平衡。
早在 1890年，最早的隔震器就产生了，当前已应用的有叠层橡胶、旋转弹簧等多种支座和弹塑性、粘性、干摩擦等阻尼器用于对系统的被动控制。
Constantinou在1991年提出了采用位移控制装臵和滑动支座相结合的滑动隔震体系，最大限度地减少了输入能量向结构系统的传递[4]. 有些主动控制技术（如 AMD）已经进入实用阶段，在日本已经建成了一批主动控制的建筑。
通过主动控制，一方面可以用最有效的方法抵抗外部激励，另一方面可以直接减小输入到结构上的激励水平。
当前有主动连杆控制技术和主动调质阻尼器系统（AMD）技术实现对系统的主动控制。
混合控制系统当前主要有对振动控制系统、混合基础隔震系统和可变阻尼系统。
当前的这些技术还处于发展之中，不但在桥梁抗震抗风领域，而且在房屋等建筑领域甚至是整个土木工程都有广阔的应用前景。
3．系统非线性机理传统自然科学趋向于强调稳定、有序、单一、均匀与平衡，带有线性的色彩，到本世纪 70年代前后，自然科学的锋芒开始转向现实世界的失稳、无序、多重性、不均匀和非平衡等方面。
非线性系统已成为自然科学的主要研究对象，因为非线性是一切复杂现象的本源[5]。
1973年，费根包姆提出的混饨理论大大推进了非线性理论在系统科学中的应用，混饨理论、分形论、孤波理论共同构成系统动力学理论，探讨系统的非线性机制。
桥梁结构系统也是一个混饨系统，具有不可预测性、不可分解性和存在规律性，而且这一混饨系统具有分形性质，即自相似性。
这里重点讨论桥梁系统动力学行为特别是桥梁抗震系统中的分形特征。
（ 1）分形与分维 1977年，Mandelbrot出版了专著《分形、机遇和维数》（ Fractal：Form，Chance and Dimension，Freemen，San Francisco,1977），标志着分形理论的诞生。
分形是其组成部分以某种方式与整体相似的形，即分形是指一类无规则、混乱而复杂但其局部与整体有相似性的体系。
数学家按一定的规则构造出具有严格自相似性的规则分形集合。
如康托尔三分集、谢尔宾斯基垫片、柯曲折线等。
柯曲折线的结构，具有严格的自相似性。
自然界中被认为是分形系统的海岸线、云层边缘、地球表面、断口表面以及液体湍流等，没有一个严格意义上的分形，其自相似性是近似的或统计意义上的相似，分形自然体在局部和整体的某种相似性通常只是在某些特定的尺度范围内才成立，这些尺度范围被称为 "无标度区"，这种只在无标度区内具有自相似性的分形也称随机分形。
形态（结构）、信息、功能或时间上具有自相似性的客体称为广义分形[6]。
在实际问题中，为了考察一个事物是否存在局部和整体的相似性，只要检验该事物是否存在 "无标度区"即可。
以尺度r把事物分成 N个相似的部分，对变化的r画出 igr－ lgN曲线，然后检验曲线上是否存在明显的直线段，直线段对应的r的区域即是无标度区。
此方法的理论依据是自相似集的相似维数（一lgN／lgr）是不依赖于尺度r的一个常数。
分维是描述分形特征的定量参数，因为所描述的具体对象不同，分维计算的具体形式也有多种，如相似维数、容量维数、信息维数、关联维数、集团分维和质量分维等。
地震学界已开始对地震的时、空、强度分维及其多分维进行了大量研究。
普遍认为地震是多重分形的。
分维值在地震前后的变化为探讨地震前兆场的复杂性提供了有效的分析工具。
在桥梁抗震中，结构破坏与地震输入和结构反应特征有关。
从弹性反应谱的三联谱中，很容易发现无论是岩石场地弹性反应谱还是结构的弹性反应谱均具有明显的分形特征。
P．S．Symonds对一个具有两个自由度的梁构件模型在瞬时冲击荷载作用下的弹塑性反应进行了分维研究，计算得自相似维数为0.78，表明位移反应图对冲击荷载标度具有独立性［7]。
（ 2）桥梁抗震及分形特征如同分形广泛存在于自然科学和社会科学的诸多领域中一样，分形同样存在于桥梁抗震领域［ 10］①作为输入荷载的地震动，其能量具有分形特征，而且能量分维 Dfe有可能成为地震预报的新参数。
②地震动反应谱，作为地震动特性与结构动力反应相互联系的纽带，也是统计意义上的分形结构，它也决定了结构反应的分形特征，特别是以周期为标度，结构反应应该与反应谱具有一致的无标度区。
③对墩柱破坏准则的研究发现，变形一能量双重破坏准则的破坏指数是划分桥梁域往不同破坏程度的合理指标，以输入地震动的峰值或以墩柱体积配箍率为标度，破坏指数具有近似分维特征。
建立连续梁桥等代分析模型，代替复杂的结构有限元模式来分析结构的地震反应。
通过理论分析与桥例计算可见，以刚度比为标度，结构周期、墩底弯矩和墩顶位移反应存在无标度区；以周期为标度．墩底弯矩和墩顶位移反应同样具有明显的分形特征．与反应谱所体现的分形特征一致【 8】。
结合南京长江二桥南汉桥和杨浦大桥两个桥例，建立有限元模型，考虑边跨主跨跨径比、梁墩刚度、局部构件、支座单元等对结构动力反应的影响。
通过分析可以发现，对于不同的标度，无论是跨度比、梁墩刚度比还是支座的刚度等等。
动力反应都表现出近似多重分形特征，分维值可以反映动力反应对于不同标度的敏感程度【 9】。
研究桥梁结构动力特性是否具有分形特征，是分形和分维概念应用于桥梁结构动力分析领域中的关键点。
通过对国内外大量已有实桥动力特性资料的统计和桥例分析可见［ 10］：①斜拉桥的纵飘基频对于跨径尺度，主塔侧弯基频对于塔高，体系坚弯基频对于跨径，侧弯基频对于跨宽比以及扭转基频对于跨径都具有统计意义上的分形特征。