1.桥梁健康监测技术发展与应用 报告人：张宇峰
桥梁结构健康监测技术的研究与应用
桥梁结构健康监测技术的研究与应用一、引言桥梁作为交通建设的重要组成部分之一，其结构安全必须得到保障。
然而，长期使用和自然因素等因素的影响，会导致桥梁的结构健康状态发生变化，对交通运输和社会造成极其严重的影响。
因此，桥梁的结构健康监测技术得到了人们的广泛关注。
本文将从桥梁最常见的结构监测技术、健康状态评估、监测数据分析及最新应用等方面进行论述。
二、桥梁结构监测技术1.传统监测技术传统的桥梁监测技术一般包括下列几种：（1）视察法：主要是通过人工或无人机进行桥梁的外观检查，来获取桥梁的运行、维护、修缮等方面的信息。
（2）问卷调查法：通过向桥梁的使用者和维保工作人员发放问卷，来了解桥梁的使用情况和存在的问题。
（3）静载试验：通过选定一些代表性部位，采取人工或者机械进行荷载试验，解决桥梁受力状态和荷载能力问题。
上述传统监测技术虽然具有一定的实用性，但是其监测方式受到人为和时间等限制较大，同时监测的精度和数据质量也相对较低，缺乏后续数据的有效分析。
2.现代监测技术近年来，随着科技的进步和监测技术的更新迭代，桥梁结构监测技术得到了快速发展，现代监测技术包括但不限于：（1）加速度计：通过安装在桥梁上的加速度计和激光传感器，实时监测桥梁的竖向和横向振动状态等。
（2）应变计：通过在桥梁上安装应变计，对桥梁的受力状态进行实时监测和数据分析。
（3）智能轮辋仪：通过安装在行驶车辆上的智能轮辋仪，实时对车辆在桥梁上的轮辋形态和荷载情况进行监测。
（4）图像识别技术：通过安装在桥梁上的摄像头进行图像识别，对桥梁的运行状态、环境状况等进行实时监测。
此外还有激光雷达监测技术、声波监测等技术的应用，这些新型技术的应用将极大地提高桥梁结构的精度和效率。
三、桥梁健康状态评估桥梁的健康状态评估是对桥梁结构监测技术的用户名和评价，针对桥梁的运行状态、材料状况、受力效能等方面进行评估。
目前，桥梁的健康状态评估一般可分为以下几种：1.定性评估通过视察法、问卷调查法等进行桥梁健康状态进行描述；2.定量评估通过采用可靠性分析等方法，将各种监测数据进行分析并进行可靠性评估；3.基于机器学习的健康状态评价通过数据挖掘和机器学习等算法，对桥梁的健康状态进行预测和管理。
桥梁健康监测实习报告
简单易用轻享办公（页眉可删）桥梁健康监测实习报告大型桥梁健康监测力求对结构整体行为的实时监控和对结构状态的智能化评估，同时，对大跨度桥梁设计理论与力学模型的验证以及对结构和结构环境中未知或不确定性问题的调查与研究也正融人桥梁健康监测的内涵。
以下是整理的桥梁健康监测实习报告，欢迎阅读。
1、工程概况某大桥位于某市东约两公里处，是西部开发省际公路通道某市至某市线公路上的控制工程之一。
该桥起点桩号为S4K134+486.50，终点桩号为SK135+424.50，桥梁全长938.00米，最大桥高134米。
桥面纵坡为-2.9％、-0.8％。
桥梁起点～SK134+671.371之间位于半径R=2250.00米、Ls=350米的左偏圆曲线上，SK134+371.452～桥梁终点之间位于半径R=4000.00米右偏园曲线上，其余位于直线上。
主桥为75＋3×140＋75米预应力混凝土刚构-连续组合梁，由上、下行的两个单箱单室箱形断面组成。
箱梁根部高度8.0米，跨中梁高3.0米，其间梁按二次抛物线变化。
采用纵、横、竖三向预应力体系。
箱梁顶板宽为12.75米，底板宽6.5米，顶板厚0.30米，底板厚跨中0.32米按二次抛物线变化至根部1.0米，腹板厚分别为0.45米、0.60米，桥墩顶部范围内箱梁顶板厚0.5米，底板厚1.8米（1.3米），腹板厚0.8米。
桥墩顶部箱梁内设4道横隔板，其余段落均不设横隔板。
连续箱梁各单“T”悬浇段施工均采用挂篮悬浇法施工，分18对梁段，即6×3.0+6×3.5+6×4.0米进行对称悬臂浇筑。
桥墩墩顶块件长12.0米，中孔合拢段长2.0米，边孔现浇段长度3.89米，边孔合拢段长2.0米。
梁段悬臂浇筑最大块段重量1526KN。
箱梁合拢温度按15℃计，合拢顺序为：先合拢边跨，再中跨、最后次边跨。
主桥13、16号桥墩采用薄壁空心桥墩,横桥向宽6.5米,顺桥向宽5.0米,壁厚0.5米。
2009年度江苏省优秀工程咨询成果获奖项目表
姚松、申世广、费文君
杨柳、荚德平
14
“无线江苏”课题研究
江苏省邮电规划设计院有限责任公司
朱晨鸣、王强、冯小芳
张中平
15
广东移动2009-2011年数据承载网专题规划
黄睿、戴刚、熊军、公丕强
张志、李挺、邱岭、郭骅
邱波、郭艺娴
16
江苏省泰州经济开发区产业发展规划
江苏省工程咨询中心
张祥志、周春宏、穆肃
42
实现“两个率先”目标的环境保护需求研究；“十一五“环境保护目标与综合指标体系研究；环境保护体制、机制、政策创新及一体化研究
江苏省环境工程咨询中心、南京大学
南京农业大学、江苏省社会科学研究院
盛学良、戴明忠、曲福田、王远、孙克强、潘铁山、张新华
三等奖（70项）
序号
申报项目名称
申报单位
卞武彪、吴研婷、史会转
19
区域环境风险评价与环境风险管理模式研究
江苏省环境工程咨询中心
盛学良、刘宁、戴明忠、王静
陈华、刘晓华、杨莉
20
太湖流域入湖河流水环境治理规划研究
江苏省环境科学研究院
张利民刘伟京尤本胜程炜刘洋孙卫红边博徐婧静
二等奖（42项）
序号
申报项目名称
申报单位
成果参与人员
1
江苏省路政管理成本研究
江苏省交通科学研究院股份有限公司
张宇峰、徐剑、徐文平、马志国
段鸿杰、承宇、朱晓文
5
高性能混凝土施工质量控制研究
周建林、吴晓明、倪剑峰
刘冠国、蔡倪彬
6
沿江铁路线位规划研究
张晓铃、俞强、何昔银
李臻、刘巍
7
南京都市圈综合交通发展规划
桥梁健康监测技术现状及发展
桥梁健康监测技术现状及发展发布时间：2021-08-25T16:21:45.633Z 来源：《工程管理前沿》2021年第7卷第4月11期作者：郑康培[导读] 文章探讨了目前桥梁健康监测技术的基本状况，介绍了桥梁健康监测系统的构成及其工作流程，郑康培重庆交通大学土木工程学院，重庆 400074摘要：文章探讨了目前桥梁健康监测技术的基本状况，介绍了桥梁健康监测系统的构成及其工作流程，对桥梁健康监测方法的研究现状进行了列举，总结出桥梁健康监测技术当前存在的问题，并针对各个问题提出了可能的未来发展方向。
关键词：桥梁健康监测；监测系统；现状与发展引言桥梁是交通基础设施的主干枢纽和节点工程，在国民经济建设与社会发展中具有极为重要的作用和战略意义。
在使用阶段，由于受到各种外界因素和材质劣化的影响，桥梁结构必将出现各种不同程度病害。
若不能及时处理，必将导致结构承载能力下降，缩短使用寿命，引发事故。
以往的桥梁健康监测方法是人工监测，往往需要耗费大量人力物力，且检测周期较长，影响正常的交通运行，结果受检测人员的主观因素影响较大。
桥梁健康监测系统随着信息和传感技术的发展而产生，它实现了实时测取桥梁的服役状态，为准确评估桥梁性能提供数据与技术基础，它可以实时地监控在役桥梁，提前预知病害程度，尽早采取应对措施，从而确保在役桥梁健康安全运营。
1 桥梁健康监测的意义桥梁健康监测是通过设置在桥梁中的采集系统实时采集桥梁各项状态参数，采集到的数据经过处理后送到控制中心，经过分析处理得到桥梁的健康状况评估，从而得知其承载能力、损伤状况、剩余寿命。
为桥梁保养、交通量控制、维修与管理决策提供依据和指导。
与传统检测技术的区别是，桥梁健康监测技术要求在测试上具有快速大容量的信息采集与通讯能力，且倾向于对结构状态参数的实时监控和对健康状况的智能化评估，能够实现连续监测与记录结构状态参数长期变化趋势，并且能够针对突然出现的结构异常进行预警，其根本目的是改善桥梁运营状态、确保桥梁服务水平。
把好桥梁结构“平安脉”
把好桥梁结构“平安脉”在第十届国际缆索承重桥梁运营机构会议举办期间，笔者有幸采访了苏交科集团股份有限公司检测研究院总工、在役长大桥梁安全与健康国家重点实验室主任张宇峰，采访内容包括桥梁结构健康监测系统的运用现状、重要性分析、存在问题等。
现摘编部分内容，供高速公路行业同仁借鉴参考。
养护单位正在对“江西公路第一桥”鄱阳湖大桥进行安全性监测。
余玉华摄链接：【专家简介】张宇峰张宇峰，工学博士，研究员级高级工程师，苏交科集团股份有限公司检测研究院总工，在役长大桥梁安全与健康国家重点实验室主任。
主要从事桥梁施工控制、检测、健康监测与状态评估等科研工作，主持了苏通长江公路大桥、马鞍山长江公路大桥等70余座大桥的结构健康监测系统的设计与实施工作，50余座大桥的施工监测监控工作，数百座桥梁的检测、试验、评价、加固与维修工作。
“秀姐是咱村里的百灵鸟，会唱山歌，后来又参加了乡花鼓戏剧团，是台柱子。
哎！偏偏找个男人，自已在外五搞六搞，却不准秀姐到外面演戏，硬是把她的戏服全部烧了，关在家里做保姆一样。
”【受访者单位简介】苏交科集团股份有限公司苏交科集团股份有限公司成立于1978年，是国内首家上市的工程咨询企业，也是目前中国民营企业唯一入选“国际工程设计公司225强”“全球工程设计公司150强”双百强榜单的企业。
公司共有员工8000余人，其中，中高级人才超过30%，形成了一支包括“333高层次人才培养工程”中青年科技领军人才、享受国务院特殊津贴专家、全国百名优秀工程师、“新世纪十百千人才工程”第一层次等高层次人才在内、专业配置齐全、结构合理的科研创新队伍。
从碎片到系统，桥梁监测不容忽视1940年，美国塔可马(Tacoma)悬索桥发生风毁事故后，人们逐渐意识到桥梁结构健康监测的重要性，但由于科技水平有限，早期的监测手段比较落后，且未被很好地运用到具体工程中。
直到20世纪80年代中后期，欧美一些国家开始明确提出桥梁结构健康监测的新思路和概念，并先后在许多重要的大跨度桥梁上建立了结构监测系统，如丹麦的大贝尔特桥、日本的明石海峡大桥等。
桥梁结构无损检测及健康监测技术的发展与应用
必要性
传统检查方法存在诸多缺点,限制决定了其无法直接有效
地应用于大型桥梁的健康状况检查. 不足之处: (i)需要大量人力,物力和财力并有诸多检查盲点; (ii)主观性强,难于量化; (iii)缺少整体性; (iv)影响正常交通运行; (v)周期长,实时性差. 美国联邦公路委员会:由人工检查做出的评估结果有 56%是不恰当的.
大型桥梁结构的健康监测已经成为 科研与工程技术人员的关注热点!
江苏省交通科学研究院
JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE
例如:
美国
Sunshine Skyway斜拉桥 Benicia-Martinez钢桁架桥 休斯顿Fred Hartman 大桥 Commodore Barry 大桥 Bronx Whitestone 悬索桥 Bear Mountain 悬索桥 Hormiguero大桥 英国 Flintshire独塔斜拉桥 丹麦 Faroe跨海斜拉桥 Great Belt East 悬索桥 挪威 Skarnsundet 斜拉桥 墨西哥 Tampico 斜拉桥
江苏省交通科学研究院
JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE
例如:
日本
韩国
泰国 印度 中国
明石海峡大桥 Hakucho悬索桥 南备赞濑户悬索桥 Nambae 悬索桥 Jindo 斜拉桥 New Haengju 斜拉桥 Rama IX 斜拉桥 Naini 斜拉桥 青马大桥 江阴长江大桥 汲水门大桥 南京长江二桥 汀九大桥 南京长江三桥 虎门大桥 济南黄河桥 徐浦大桥 芜湖长江大桥 钱江四桥 润扬长江大桥
江苏省交通科学研究院
JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE
为大桥体检
/Literature文化84为大桥体检张宇峰，在役长大桥梁安全与健康国家重点实验室主任。
这位国家级实验室的带头人，给人的第一印象是谦谦学者。
张宇峰带领团队围绕我国长大桥梁运营管理中急需解决的在役长大桥梁损伤机理、健康诊断、状态评价等关键问题取得了一系列突破性成果，在2015年获批江苏省交通行业第一个企业国家重点实验室，在2017年荣获了交通运输部重点领域创新团队称号。
十四年前，博士毕业的张宇峰甫一进入苏交科集团股份有限公司（简称苏交科）即担任了南京、苏州、江阴、常州等地诸多桥梁监测和施工控制的项目负责人，每个项目所在地均留下了他挥洒的汗水，一切努力都是值得的，这些项目为其之后先后承担江阴大桥、苏通大桥等国家重点工程健康监测项目打下了坚实的基础，更是为国家重点实验室写下了序章。
土生土长的江苏人江苏是张宇峰土生土长的地方，跨江滨海，水网密布，湖泊众多，大小桥梁不胜枚举，善于观察、沉稳耐心、投身工科学习的他，注定将和桥梁结下不解之缘。
桥梁是支撑社会、经济发展的交通生命线工程中的关键节点，动态监测桥梁的健康问题，确保桥梁的结构安全，是保障人民生命财产安全的重中之重。
张宇峰开创了苏交科桥梁施工控制及健康监测两大技术方向，为江苏省桥梁结构的科研发展起到了重要的推动和促进作用。
在他的职业生涯中，创造了许多个“第一”：主持完成的沪宁高速公路扩建工程桥梁极限承载能力实桥试验研究项目，是国内公路桥梁领域首次开展的实桥极限承载能力（破坏性）试验研究，也是国际上首次完成的预应力混凝文 苏交科集团股份有限公司 杨迪土简支T梁桥和预应力混凝土连续箱梁桥的公路实桥破坏性试验，验证了一系列传统结论，完善了相应的证明体系，发现了有关开裂位置、最大缝宽等多项与传统认识不同之处，提出了一种简便实用的动态可靠度计算方法和对我国传统承载力检算评定公式的改进建议。
主持了江苏省国省干线公路上首座垮塌桥梁——常州运村大桥的事故调查与分析，用短短一周的时间就完成了已倒塌幅桥梁的现场调查、材料试验和仿真分析，未倒塌桥梁的现场检测与荷载试验，给出了令人信服的结论，指出了当年设计规范中存在的不足与问题，消除了同类桥梁的安全隐患。
我国桥梁安全与健康检测监测新技术的发展与应用——访在役长大桥梁安全与健康国家重点实验室主任张宇峰
第17卷第6期2020年12月现代交通技术Modern Transportation TechnologyVol.17No.6Dec.2020我国桥梁安全与健康检测监测新技术的发展与应用——访在役长大桥梁安全与健康国家重点实验室主任张宇峰董雅芸（苏交科集团股份有限公司，南京210019）摘要：为深入了解我国桥梁安全与健康现状,全面把握我国桥梁检测监测领域的创新思想和前沿技术，本刊特邀桥梁领域专家、在役长大桥梁安全与健康国家重点实验室主任张宇峰，详细介绍桥梁安全与健康检测监测技术的创新与应用推广，以及未来技术发展所呈现的四大特征趋势，以期推动交通科研技术成果更好更快地在行业內转化与应用，为该领域研究提供参考。
关键词：桥梁;检测；健康监测；技术应用中图分类号：U445.7文献标识码：A文章编号：16729889（2020）06000106Development and Application of New Inspection and Monitoring Technology forBridge Safety and Health in China一Interview with Zhang Yufeng,Director of the State Key Laboratory of Safety andHealth for In-service Long Span BridgeDONG Yayun(JSTI Group Co.,Ltd.,Nanjing210019,China)Abstract:In order to deeply understand the current situation of bridge safety and health in China,and comprehensively grasp the innovative ideas and cutting-edge technologies in the field of bridge inspection and monitoring,an exclusive interview was conducted with Zhang Yufeng,an expert in the field of bridges and director of the State Key Laboratory of Safety and Health for In-service Long Span Bridge.This paper introduces in detail the innovation and application of bridge safety and health inspection and monitoring technology,the international technology communication and exchange,and the four characteristic trends of future technology development,in order to promote the better and faster transformation and application of transportation scientific research and technology achievements in the industry,and provide reference for further research in this field. Key words:bridge；detection；health monitoring；technology application古语云“山无径迹,泽无桥梁,不相往来”,纵观人类社会发展历程,桥梁作为交通运输体系中的重要一环，对经济发展和社会进步发挥着重要的推动作用。
桥梁健康监测技术的研究进展
桥梁健康监测技术的研究进展桥梁作为交通运输的重要枢纽，其安全性和可靠性至关重要。
为了确保桥梁在长期使用过程中的结构稳定和正常运行，桥梁健康监测技术应运而生。
近年来，随着科技的不断进步，桥梁健康监测技术取得了显著的研究进展。
桥梁健康监测技术的主要目的是实时获取桥梁的结构状态信息，及时发现潜在的安全隐患，并为桥梁的维护和管理提供科学依据。
这一技术涉及多个学科领域，包括传感器技术、数据采集与传输技术、信号处理与分析技术以及结构评估与预测技术等。
在传感器技术方面，传统的传感器如应变计、位移传感器和加速度传感器等仍然被广泛应用，但新型传感器的出现为桥梁健康监测带来了更多的可能性。
例如，光纤传感器具有抗电磁干扰、灵敏度高、耐久性好等优点，能够实现对桥梁结构的分布式监测。
此外，无线传感器网络的发展使得传感器的布置更加灵活便捷，降低了安装和维护成本。
数据采集与传输技术是桥梁健康监测系统的重要组成部分。
目前，高速数据采集设备能够实现对大量监测数据的实时采集，同时，无线通信技术如蓝牙、WiFi 和 4G/5G 网络的应用，使得数据能够快速、稳定地传输到远程监控中心。
在数据传输过程中，数据加密和压缩技术的应用保障了数据的安全性和有效性。
信号处理与分析技术是从采集到的海量监测数据中提取有用信息的关键。
先进的信号处理算法，如小波变换、经验模态分解和希尔伯特黄变换等，能够有效地去除噪声，识别出结构的特征信号。
通过对监测数据的分析，可以评估桥梁结构的动力特性、静力性能以及损伤程度。
此外，机器学习和人工智能技术在数据分析中的应用也越来越受到关注。
例如，利用深度学习算法可以自动识别桥梁结构的损伤模式，提高损伤诊断的准确性和效率。
在结构评估与预测技术方面，基于监测数据的有限元模型修正技术能够更加准确地反映桥梁的实际工作状态。
通过将监测数据与有限元模型的计算结果进行对比，不断修正模型参数，从而提高模型的精度。
同时，基于概率统计的可靠性评估方法能够综合考虑各种不确定性因素，对桥梁结构的安全性进行更加科学合理的评估。
江阴长江大桥健康监测系统升级改造
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2009年桥梁维修加固技术研讨与旧桥拆除及构件更换观摩会议报道
（ 胡正涛 报道 ）
重庆绕城 高速公路科技 示范 工程技术 交流会报道
２０ 年 １ 月 １ ０９ １ ８日至 ｌ 月 １ １ ９日，交通运输部 科 技司 、重庆交通 委员会在重庆举 办了 “ 重庆绕 城 高速公路科技示范工程 技术交流会 ” 协办的单位有 ， 绕城 西段将 来扩建成 ８车道 的条件 ；灵活应用技术
桥换索技术为契机 ， 研讨旧桥拆除与桥梁构件更换 技术。会议由中国公路学会主办， 武汉二航路桥特
种工程有限公 司协办 ，国内知 名桥梁 专家 、学者 ，
会议主要报告内容如下： ｌ 李承昌， 桥梁维修加固关键技术与质量控 、 《
制》 ，详细介绍了国内外桥梁维修加 固的多种方法 ；
以及各省市公路桥梁工程建没、 没计 、 施工 、 科研、 监理等领域的代表二百多人参加了本次研讨会，部 分代表还参加了江西南昌八一大桥现场观摩活动。
天险变 通途 等 内容 。
通过 本次 大 会学 ，开 阔了视 野 、拓展 了思
路 ，深刻体会到了造价与专业技术的一体性 。
（ 颖川 何 报道 ）
专题学术讲座成为本次会 议一大亮点，专题学
２０ ０ ９年桥梁维修加 固技术研讨与 旧桥拆 除 及构件更换观摩会议报道
２０ 年桥梁维 修加固技术研 讨与旧桥拆除及构 ０９ 件更换观摩会 ｉ于 ２０ ｉ ０９年 ＿ 月 １ （ ｌ １ ７日至 １ 月 １ １ ８Ｈ 在江西南 昌举行 。本 次会议 以现 场观摩南 昌八一大 会上 ， 国内外桥梁专 家学者共进行了 ｌ 个专题 ３ 报告 ，ｃ题 主要 集 中在 旧桥拆除 与维修加 固关键技 义 术等方面 。
重庆高速公路集团有限公一 、重庆交通科研设计院 Ｊ 有限公司。期间除了正常的会 议和交流外 ， 还组织
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。
桥梁结构健康监测技术的研究与应用
桥梁结构健康监测技术的研究与应用近年来，随着城市建设的不断发展，越来越多的桥梁不断地被修建出来。
无论是公路桥梁还是铁路桥梁，都是现代市民出行不可或缺的交通工具。
但是与此同时，桥梁的使用寿命也变得越来越有限，如何保证桥梁的安全性和稳定性就成为了当前的一个热点问题，而桥梁结构健康监测技术的研究与应用也成为了一个重要的议题。
一、桥梁结构健康监测技术的含义桥梁结构健康监测技术指的是对于桥梁的物理状态、结构参数、动态响应等信息进行实时监测和分析的技术，它运用了众多高新技术，如传感器技术、数学模型建立、数据传输与处理系统等，使得监测手段更为精准化和实时化，能够及时地反映桥梁本身的健康状况，保证桥梁的安全稳定性。
二、桥梁结构健康监测技术的成果近些年来，我国在桥梁结构健康监测技术方面的研究及应用取得了很多的成果。
大量的监测数据被实时传输到云端平台，并付诸于实际，不断提高了桥梁的安全性和稳定性。
1.传感器技术采用传感器对桥梁进行实时数据采集，对桥梁结构的变化和损伤及时进行监测，预测及预警，避免了一些重大安全事件的发生。
如已有研究使用纤维光学传感器（FOFBG）技术对桥梁进行实时监测及生命预测分析，探测桥墩、桥面板等附属结构的变化情况，较好地反映了桥梁的健康状态。
2.智能监测系统智能监测系统将传感器技术和自动控制技术相结合，能够实现对桥梁结构健康的自动监测，预测及预警系统。
通过智能监测系统，可以大大提高桥梁的安全性和稳定性。
3.机器学习机器学习算法是实现桥梁健康监测与评估的重要保障，提供了一种更为精准的分析手段。
它能够建立合适的模型，对结构健康状况开展综合评估，提高监测精度，准确判断桥梁结构的故障及损伤，给出最优的修复方案。
三、桥梁结构健康监测技术的未来发展方向随着科技的不断进步和发展，未来桥梁结构健康监测技术将会有更为广阔的应用场景和更高的技术难度。
在传感器技术方面，未来传感器应用范围将更加广泛，模型建立也更加灵活智能，具有更高级的自我修复能力，从而将能够监测或指示对微米尺度的结构变形或损伤的革新性技术。
桥梁健康监测技术的应用与发展
桥梁健康监测技术的应用与发展桥梁健康监测技术是现代桥梁工程中至关重要的一部分，通过实时监测桥梁结构的状态，能够及时发现和预警桥梁的损伤和异常，确保桥梁的安全性和稳定性。
桥梁健康监测技术的基本原理是通过在桥梁结构上安装各种传感器，实时采集桥梁的应力、变形、温度、振动等参数，并通过数据传输系统将这些参数传输到监测中心。
监测中心通过分析和处理这些数据，可以评估桥梁的健康状态，发现和预警结构的损伤和异常。
常用的桥梁健康监测技术包括应力与应变监测、位移与变形监测、振动监测、温度监测和腐蚀监测等。
通过应力传感器和应变片，实时监测桥梁各构件的应力和应变情况，评估结构的受力状态和损伤情况；通过激光测距仪、位移传感器等设备，监测桥梁的位移和变形情况，评估结构的变形趋势和稳定性；通过加速度计和振动传感器，监测桥梁的振动特性，评估结构的动力响应和共振情况；通过温度传感器，监测桥梁结构的温度变化，评估温度对结构性能的影响；通过电化学传感器，监测桥梁钢筋的腐蚀情况，评估腐蚀对结构耐久性的影响。
桥梁健康监测技术在实际工程中得到了广泛应用，尤其是在大跨度桥梁和重要交通枢纽桥梁中。
例如，在中国的港珠澳大桥中，采用了多种桥梁健康监测技术，包括应力监测、位移监测、振动监测和温度监测等。
通过这些监测技术，工程师可以实时了解桥梁的运行状态，及时发现和处理潜在的结构问题，确保桥梁的安全和稳定。
此外，桥梁健康监测技术还在老旧桥梁的维护和加固中发挥了重要作用。
通过对老旧桥梁进行健康监测，工程师可以评估桥梁的健康状态，制定科学合理的维护和加固方案，延长桥梁的使用寿命。
例如，在美国的金门大桥中，采用了先进的桥梁健康监测系统，对桥梁的各个关键部位进行实时监测，确保桥梁在各种复杂荷载作用下的安全和稳定。
随着科技的进步，桥梁健康监测技术也在不断发展和创新。
未来的发展趋势主要包括智能化监测系统、无线传感技术、多传感器融合技术和长寿命传感器等。
智能化监测系统将更加智能化，通过人工智能和大数据技术，实现自动化数据分析和异常检测，提升监测的精度和效率；无线传感技术的发展将使桥梁健康监测更加便捷和灵活，通过无线传感器网络，实现大范围、高密度的实时监测，减少传统有线传感系统的布线复杂性；多传感器融合技术的发展将使桥梁健康监测更加全面和精确，通过融合不同类型的传感器数据，提升监测系统的综合性能和可靠性；长寿命传感器的发展将提高桥梁健康监测系统的耐久性和稳定性，减少传感器的维护和更换频率，提升系统的长期运行能力。
桥梁结构健康监测技术的研究与应用
桥梁结构健康监测技术的研究与应用桥梁作为城市中必不可少的交通设施之一，承担着人们出行的重要任务。
然而，由于桥梁本身所处的复杂环境和长期使用，使得桥梁结构逐渐老化、损毁，给人们的出行带来了巨大的安全风险。
因此，桥梁结构健康监测技术的研究和应用已成为当前桥梁行业中的重要研究方向。
一、桥梁结构健康监测技术的研究进展桥梁结构健康监测技术的研究始于20世纪80年代，当时主要是应用传统的试验技术，如应变测量、高频振动测试等来进行监测。
但这些传统技术仅能监测桥梁结构的整体性能，并且需要对桥梁进行破坏性检测，无法实现对桥梁结构的在线监测。
随着无损检测技术的发展，以及计算机技术、通讯技术的应用，桥梁结构健康监测技术得到了飞速的发展。
目前，桥梁结构健康监测技术主要包括激光测距技术、声发射监测技术、应力波检测技术、振动监测技术、电子自发声技术、红外热成像技术等。
这些技术能够实现对桥梁结构中的裂缝、损伤、疲劳、变形等情况进行实时监测，并能远程实现数据的采集、传输和分析，为桥梁的安全管理提供了有力的支持。
二、桥梁结构健康监测技术的应用现状近年来，随着桥梁使用寿命的逐渐增加和桥梁规模的不断扩大，桥梁结构健康监测技术的应用越来越广泛。
在我国，桥梁结构健康监测技术已经被列为重要的工程领域之一，目前已经应用于大量桥梁的监测中。
值得一提的是，在一些重要桥梁上，桥梁结构健康监测技术已经实现了实时监测和在线分析，如2017年12月22日开通的跨长江大桥。
该桥采用雷达监测技术对桥面、中塔、边塔的变形进行实时监测，并通过传感器将监测数据传输到配套的数据分析中心实现全天候在线监控。
三、桥梁结构健康监测技术面临的挑战和解决方案虽然桥梁结构健康监测技术得到了广泛应用，但一些挑战依然存在。
首先，桥梁结构健康监测技术需要实现全天候、全方位的监测，需要解决一些技术难题，如传感器密集度、传感器价格等问题。
其次，桥梁结构健康监测技术需要实现大数据的处理和分析，以便及时发现桥梁结构的隐患和疲劳损伤等情况。
江苏省长大桥梁健康监测云平台的设
物联网技术 2022年 / 第12期100 引 言伴随着我国桥梁建设的突飞猛进，国内重点区域大跨径桥梁的安全与健康保障问题日益凸显。
运用结构健康监测（Structural Health Monitoring, SHM ）技术，利用现场的传感设备获取相关数据，再通过对包括结构响应在内的桥梁结构系统特性进行分析，可达到监测结构损伤或退化的 目的[1]。
目前，健康监测系统已在江苏省内的众多长大桥梁中得到成功应用，最早的江阴长江公路大桥结构健康监测系统1999年即已建立，是国内最早的桥梁结构健康监测系统之一。
2010年，江苏省又在全国率先组建了第一家区域桥梁监测数据中心—江苏省长大桥梁健康监测数据中心，目前该数据中心管理着江苏交通控股有限公司旗下的5座江苏省内长江公路大桥和2座高速公路大跨径索承桥梁。
在数据中心的管理下，7座大桥的监测系统总体运行正常，目前已积累了高达2万亿条，20 TB 的监测数据，通过对这些数据的分析，不仅产生了大量学术成果[2-11]，而且为大桥的科学管养发挥了重要支撑作用。
但由于各大桥健康监测软件系统的总体技术方案和核心部分采用的是2003年建立江苏省内第一座自主研发桥梁健康监测系统时的技术，各大桥与数据中心间的数据传输与数据中心的数据存储方案采用的是2010年时的技术方案，上述方案在建立之初确实代表着当时健康监测技术的先进水平，并在后续进行了一些小范围优化，但其所采用的基于“服务器+客户端”的传统系统架构[12]，已表现出越来越多的问题，如：客户端兼容性差、扩展能力不足、数据展现方式单一、数据存储零散、时序数据处理效率低、大数据分析能力弱及系统版本管理分散等，已无法满足当前技术条件下对桥梁结构健康监测系统在数据传输、存储、展示和分析等方面的需求。
近年来，Web 、云、机器学习等技术高速发展迭代，云技术提供了软硬件一体化的存储、计算和网络服务，具有高效、稳定、可靠及高可拓展性等优势；Web 技术提供了更丰富的数据展现形式，更便捷的访问渠道，更人性化的交互设计；机器学习技术则提供了更灵活、更广泛的数据处理分析平台，因此已逐渐成为桥梁健康监测系统重要的软件平台构建核心技术。
1.桥梁健康监测技术发展与应用 报告人：张宇峰
淮安大桥 润扬大桥
崇启大桥 南京二桥
南京三桥
泰州大桥 江阴大桥 苏通大桥
2. 健康监测技术及其发展
技术政策
交通运输部对桥梁健康监测已有制度要求 •《公路桥梁养护管理工作制度》：对特别重要的特大桥，应建立符合自 身特点的养护管理系统和健康监测系统 •《十二五公路养护管理发展纲要》：重点加强桥隧养护管理工作，强化 健康监测和实施监控系统建设……
10
5
0 0 位移 累积值（m） 6 12 18 时间(h) 24
4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 1
累计位移(m)
2006年3月 2007年3月 2008年3月
时间（天） 6 11 16 21 26 31
解决方案
江阴大桥、润扬大桥： 纵向阻尼器+高耐磨滑块 +限位装置
桥梁 : 交通枢纽、生命线工程、地方经济发展的推动力
突飞猛进、规模空前
20世纪90年代以来，我国新建桥梁占全世界的47% 公路桥梁73.53万座（世界第一） 每年造桥数量过万座
1. 健康监测系统应用的必要性
1994年韩国汉城圣 水大桥断塌，死亡 32人。
1996年，帕劳共和国的 Koror-Babeldaob桥倒塌，6 人伤亡。
推广：
估算或实测行程特征； 伸缩缝设计； 伸缩缝寿命预测； 异常监测与更换。
3. 应用案例
案例4：船舶撞击桥梁的监测—从“不行”到“行”
船撞主梁更多造成局部损 伤，若不及时发现
存在结构安全隐患
增加车辆通行风险 增加索赔难度
困难：样本过少
指标A：梁端水平转角幅值：2e 指标B：报警启动后首周期峰谷值 指标C：横桥1阶自功率谱密度幅值
倾角仪在桥梁健康监测系统中应用研究
倾角仪在桥梁健康监测系统中应用研究殷杰;张宇峰;杨超【摘要】文章以扬州市S237省道北澄子河大桥健康监测系统为背景,采用倾角仪通过辛普森数值积分算法,计算跨中挠度,荷载试验实测结果表明倾角仪测量结果与水准仪实测值,相对误差在10％以内,测量精度能满足工程要求.【期刊名称】《现代交通技术》【年(卷),期】2017(014)001【总页数】3页(P42-44)【关键词】健康监测;挠度;倾角仪;辛普森数值积分【作者】殷杰;张宇峰;杨超【作者单位】南京市交通建设投资控股(集团)有限责任公司,江苏南京210008;苏交科集团股份有限公司,江苏南京210017;在役长大桥梁安全与健康国家重点实验室,江苏南京210017;苏交科集团股份有限公司,江苏南京210017;在役长大桥梁安全与健康国家重点实验室,江苏南京210017【正文语种】中文【中图分类】U446.2梁的挠度是用来衡量梁的弯曲变形大小的一个指标。
梁的挠度大小除了与作用在梁上的荷载的大小及位置有关外，还与梁的跨径、截面特性和材料有关。
在进行结构设计时除了应满足强度（安全性）的要求外，还应满足刚度（使用性）的要求，也即正常使用条件下不产生过大的挠度［1］。
倾角仪是在回转摆上利用电容传感技术和无源伺服技术构成的高灵敏度抗振动干扰的倾角测量仪器，倾角仪的电压输出与所处平面的转角大小成正比。
该测量方法的基本思路是：在与桥梁中轴线平行的轴线上布设若干倾角传感器，通过测量各个测点的转角，利用辛普森数值积分算法计算出该轴线上任意点的挠度值。
常用的挠度监测方法主要有全站仪法、GPS法、激光法、连通管法、摄像法和倾角仪法等。
与其他挠度监测方法相比，倾角仪法具有精度高、价格低廉、测量范围广、性能稳定和方便安装与维护等优点，因此，在实际工程中逐渐得到推广。
利用测量到的若干倾角反推结构的变形是倾角仪法的关键所在［2-5］。
取在役桥梁中的任意一跨为例，如图1所示，假设待测桥梁的某跨（跨径为L）上布设了i+1个倾角仪，利用倾角仪可以测得这i+1个测点的倾角实测值，等分距离h=L/i。
桥梁结构健康监测技术在公路监理中的应用与发展
桥梁结构健康监测技术在公路监理中的应用与发展
孔凡伟
【期刊名称】《葡萄酒》
【年(卷),期】2024()8
【摘要】桥梁结构健康监测技术在公路监理中的应用与发展是一个关键性的领域,它对于确保公路桥梁的安全性、可靠性和长期可持续性至关重要。
结构健康监测系统是利用传感器、数据采集设备和先进的监测技术,建立起全面的桥梁结构健康监测系统。
【总页数】3页(P0097-0099)
【作者】孔凡伟
【作者单位】山东省滨州市公路工程监理咨询有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】C
【相关文献】
1.光纤健康监测技术在桥梁结构中的发展与应用
2.我国桥梁安全与健康检测监测新技术的发展与应用——访在役长大桥梁安全与健康国家重点实验室主任张宇峰
3.为桥梁戴上“健康手环”--公路桥梁结构健康监测系统初探
4.结构健康监测技术在公路桥梁养护中的应用
5.结构健康监测技术在公路桥梁养护中的应用
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Temp OFS9-9
3. 应用案例
案例4：伸缩缝监测——找出常规检测无法发现的病因
22 Temperature Displacement 20
120
100
18
80
16
60
150 100
D=10.859T-250.325
Longitudinal displacement (mm)
50 0 -50 -100 -150 -200 -250 -300 -350 -5 0 5 10 15 Effective temperature ( o C) 20 25 30
原系统运行情况 数据管理——数据加密，仅能在专有系统中查阅 数据分析——仅有简单统计 陆续损坏，2004年初，全面瘫痪
3. 应用案例
案例1：江阴大桥健康监测系统升级改造——细节决定成败
主要技术措施 ：
序号
1 2
原系统故障分析
外展散热条件不足 系统雷电防护不足
升级改造技术对策
开发了具有智能控温功能的仪器仓房，对外站仪器、设备进行温度 的自动调节 在传感器输入回路中增加高压隔离模块、在电源系统中增加隔离保 护环节、在外站硬件中加入看门狗（watch dog）等技术防止感应雷 电造成对系统损坏 外站数据采集单元（DART）系统采用标准工业控制计算机，采集卡 采用NI公司生产的工业级数据采集模块，以保证硬件可靠性 系统中采用大容量电子盘作为本地数据记录的缓冲器，从而减少了 硬盘在线运行时间，增加其可靠性和寿命。 软件开发采用工控领域的前沿技术——“虚拟仪器”系统实现 建立定期检查及维护制度，保证系统的正常运行
船撞导致主梁局部构件变形
3. 应用案例
案例5：船舶撞击桥梁的监测—从“不行”到“行”
报警主要信号来源选取
加速度：激振信号超限信号经常性出现，计算量大、信号分离难度大、自动识别困难 伸缩缝位移计：测量值相对比较平稳，对车激振动敏感性较低，信噪比高，处理容易
位移计信号平稳
江阴大桥主梁AD5CL横向加速度传感器信号 （2005年6月2日20：00~21：00）
4E 3E 2E 1E East Tower
Number of sensors >1200
WIM
1W 2W 3W 4W
West Tower
Sensors on the Stonecutters Bridge
1.江苏省大型桥梁健康监测系统建设现状 悬索桥, , 斜拉桥
主跨1088m 648m 628m 2*1088m 1385m 1490m 斜拉桥, 主跨406m
3. 应用案例
案例4：伸缩缝监测——找出常规检测无法发现的病因
钢梁被拉开
不锈钢滑板 伸缩梁与承载箱相碰
滑动支座
•江阴大桥主桥伸缩缝病害
1999年建成，2003年出现伸缩缝病害，2006年更换
设计寿命40年
3. 应用案例
案例4：伸缩缝监测——找出常规检测无法发现的病因
装置下部
装置上部
磨损情况
磨损情况
工程应用
应用数量：已在国内外超过300座桥梁上应用（不完全统计） 应用范围：逐步从特大跨径桥梁向常规桥梁拓展 应用功能：与电子化人工巡检系统和养护管理系统系统逐步融合
WIM
Anemometer Accelerometer & Seismometer Temperature Sensor Strain Gauge GPS Rover Station Displacement Transducer Barometer, Rain Gauge, Hygrometer Corrosion Sensor Digital Video Camera WIM Weigh-In-Motion System
淮安大桥 润扬大桥
崇启大桥 南京二桥
南京三桥
泰州大桥 江阴大桥 苏通大桥
2. 健康监测技术及其发展
技术政策
交通运输部对桥梁健康监测已有制度要求 •《公路桥梁养护管理工作制度》：对特别重要的特大桥，应建立符合自 身特点的养护管理系统和健康监测系统 •《十二五公路养护管理发展纲要》：重点加强桥隧养护管理工作，强化 健康监测和实施监控系统建设……
•润扬大桥主桥伸缩缝病害
主桥伸缩缝更换
老缝拆除
3. 应用案例
案例4：伸缩缝监测——找出常规检测无法发现的病因
Jingjiang Jiangyin
336.5
1385
309
Temp OFS1-1 OFS2-2 OFS3-3 OFS4-4 OFS5-5 OFS6-6 OFS7-7 OFS8-8
8X173.125
10
5
0 0 位移 累积值（m） 6 12 18 时间(h) 24
4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 1
累计位移(m)
2006年3月 2007年3月 2008年3月
时间（天） 6 11 16 21 26 31
解决方案
江阴大桥、润扬大桥： 纵向阻尼器+高耐磨滑块 +限位装置
当桥梁使用十至二十年左右时，设计和施工时的缺陷将完全暴露出来， 同时，因长期使用而累积的结构损伤和疲劳也有危及桥梁基本安全的可 能，但是，此时桥梁损伤的外在表征又往往表现不够明显，因此最易发 生安全事故。 传统检查方法存在诸多缺点，限制决定了其无法直接有效地应用于大型桥梁 的健康状况检查。 （i）需要大量人力、物力和财力并有诸多检查盲点； （ii）主观性强，难于量化； （iii）缺少整体性； （iv）影响正常交通运行； （v）周期长，实时性差。 美国联邦公路委员会：由人工检查做出的评估结果有56%是不恰当的。
推广：
估算或实测行程特征； 伸缩缝设计； 伸缩缝寿命预测； 异常监测与更换。
3. 应用案例
案例4：船舶撞击桥梁的监测—从“不行”到“行”
船撞主梁更多造成局部损 伤，若不及时发现
存在结构安全隐患
增加车辆通行风险 增加索赔难度
困难：样本过少
指标A：梁端水平转角幅值：2e 指标B：报警启动后首周期峰谷值 指标C：横桥1阶自功率谱密度幅值
坑蚀
混 凝 土 桥
桥梁投资大、服役周期长、工作环境恶劣、病害普遍 危桥数量呈现出边治边增的趋势 最大宽度2.4mm 桥梁养护加固已成为一项重要（乃至主要）的工作
长期变形过大 混凝土开裂 钢筋锈蚀 支座病害
突 发 事 件
船只碰撞
列车冲击
地震破坏
货车超载
1. 健康监测系统应用的必要性
国内外桥梁事故的经验教训表明：
2001年，葡萄牙杜罗河公 路桥坍塌，70余人落水失 踪。
2007年，美国明尼苏达州大 桥坍塌，100多人伤亡。
2011年，我国福建武夷山 公馆大桥垮塌（1死，22伤）
2012年，我国哈尔滨阳明滩大 桥引桥断裂（3死，5伤）
桥梁安全已成为国际桥梁界的关注热点
1. 健康监测系统应用的必要性
钢 桥
疲劳开裂 失稳断裂 风致颤振 拉索腐蚀断丝
3 4 5 6
硬件结构存在问题 外站硬盘长期在线 工作问题 软件的封闭性 系统缺少必要维护
3. 应用案例
案例1：江阴大桥健康监测系统升级改造——细节决定成败
2004年进行升级改造，目 前已良好运行10年
3. 应用案例
案例1：江阴大桥结构健康监测系统升级改造——细节决定成败
3. 应用案例
案例2：台风影响分析——指导今后桥梁设计 首次建立了基于长期实测的华东沿海地区强/台风谱模型。
台风实测
2005: 麦莎、泰利、 卡努台风 2006: 桑美台风 2007: 圣帕、韦帕、 罗莎台风 2008：海鸥、凤凰 森拉克台风 2009：莫拉克台风 2010: 圆规台风 2011：梅花台风 2012：海葵、达维
10
1
拟合风谱
nSu/(u*)2
实测数据
10
0
nSu (n) 29.68 f 0.7845 2 (u*) 1 200 f
600
更准确进行苏通大桥等大桥在强/台风作用下的影响分析与可能损伤分析； 对今后类似大桥的抗风设计具有指导意义
3. 应用案例
案例4：伸缩缝监测——找出常规检测无法发现的病因
众所周知，桥梁伸缩装置 是桥梁中最易破损且难以维修 的部位。 据美国及我国的统计数据， 在部分功能失效的桥梁中，其 中问题的一半是在伸缩缝上； 日本东名高速公路通车后8年间， 伸缩缝的平均修补次数为1.6次/ 缝。
桥梁结构健康监测技术
——发展与应用
报告人：张宇峰
长大桥梁健康检测与诊断技术交通行业重点实验室 江苏省公路桥梁工程技术研究中心 江苏省长大桥梁健康监测数据中心 江苏省交通科学研究院股份有限公司 南京．2015. 01.16
汇报提纲
一
二
健康监测技术的必要性
健康监测技术及其发展
三
应用案例
1. 健康监测系统应用的必要性
10
-1
国外Kaimal谱
nSu (n) 47.64 f 0.8731 2 (u*) 1 200 f 0.8875
nSu (n) 0.743 f（0.02343*39.93-2/3） 39.93 (u*) 2 1 0.01158 f 0.02343
10 0.03
-2
0.1
数据存储与传输 - 技术瓶颈已基本被突破 传感器方面
- 精度与长期稳定性已有较大提高
技术标准方面 - 正在形成体系（ISHMII、CECS、天津、上海、江苏） 结构评估方法 - 理论上成立，实验室可行，但现场应用瓶颈尤存
3. 应用案例
案例1：江阴大桥健康监测系统升级改造——细节决定成败 原系统概况 系统于1999年建成 英国Jams Scott 公司设计 ，Strainstall 公司施工 造价2000万元人民币