大型桥梁结构长期健康监测技术研究
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? 传统测试手段的局限性： 对大型桥梁进行长期监测测试内容多、测点
分布广、外部干扰大、野外运行环境恶劣，而 传 统的仪器设备和测试方法 只能用于短期或临时人 工检测， 无法直接用于长期健康监测，不能直接 预报桥梁结构的健康状态。
? 保证桥梁结构安全运营的有效办法，就是要建立 桥梁结构长期健康监测系统。
2.1 桥梁健康监测系统的构成 ? 传感器系统（包括温度、应变、位移、振动、挠
度、风速等各类传感器）
? 数据采集与传输系统 （包括信号调理仪、数
据采集仪及通信网络等）
? 数据处理与控制系统 （包括数据处理、采集
控制、数据库管理与查询等）
? 健康状态评估系统 （包括损伤识别、健康状
态评估及管理决策建议等）
Structural Health Monitoring and Intelligent Infrastructure)。
2. 目前国内外的研究现状
2.3 理论研究状况
另外，其它会议也有桥梁健康监测技术专题，如： ?国际模态会议（ International Modal Analysis
Conference) ； ?欧洲智能结构与材料会议（ European
近年来，随着相关学科的发展，桥梁健康监 测技术已成为国内外工程界和学术界研究的热点。
2. 目前国内外的研究现状
2.2 桥梁健康监测技术研究内容 研究内容主要包括：
? 新型传感器及数采设备的研制与开发； ? 数据无线传输技术研究； ? 信号分析、处理及数据挖掘技术研究； ? 传感器的优化布设研究； ? 结构损伤识别理论研究； ? 桥梁健康状态评估技术研究 ? 桥梁网络化运营管理及养修决策技术研究。
2. 目前国内外的研究现状
2.2 桥梁健康监测技术研究内容
桥梁健康监测技术综合了 现代传感技术、网 络通信技术、计算机技术、信号分析与处理技术、 数据采集与控制技术、数据库管理技术、数据挖 掘技术、预测技术、结构分析理论、结构损伤识 别与状态评估理论及管理决策理论等 多学科领域 的知识，是一门新兴的交叉学科。
桥梁结构健康监测技术 研究现状与发展趋势
报告人：苏木标
报告的内容
1. 桥梁健康监测的目的和意义 2. 目前国内外的研究现状 3. 今后的发展趋势 4. 工程应用实例 5. 结束语
1. 桥梁健康监测的目的和意义
何谓健康监测？
1.1问题提出
? 桥梁结构正朝向大跨度、轻柔化、复杂化和多 功能的方向发展；
Conference on Smart Structures & Materials) ； ?国际结构控制会议（ World Conference on
? 为评价大桥承受动、静载的能力和结构的可靠性 （即评价桥梁结构的健康状态）提供实测数据；
? 为验证大桥设计理论与方法，修改桥梁设计规范 提供科学依据；
? 为实现对桥梁结构的科学管理、养护、维修及运 营决策，确保运营安全提供依据。
1. 桥梁健康监测的目的和意义
桥梁健康监测系统
现场检查
环境监测
环境温度、温差、 风荷载
? 桥梁垮塌频发，例如：
美国塔科马大桥垮塌的情景
加拿大魁北克大桥整体垮塌
（19000 吨钢材和86 名建桥工人落入水中，只有 11 人生还 ）
帕劳共和国预应力混凝土连续刚构垮塌前后
重庆綦江彩虹桥整体垮塌
宜宾金沙江南门大桥垮塌后的情景
辽宁盘锦田庄台大桥垮塌
Mississippi Rive Bridge
在建沱江大桥坍塌 (36人死亡）
1. 桥梁健康监测的目的和意义
1.1问题提出
由此可见，大型桥梁结构的运营安全 是各国政府亟待解决的重大问题。
如何及时发现桥梁结构在运营过程中 存在的安全隐患，保证结构的运营安全， 这是当前国际学术界和工程界面临的重大 技术难题。
1. 桥梁健康监测的目的和意义
1.1问题提出
2. 目前国内外的研究现状
2.3 理论研究状况
涌现了大量的研究论文，研究内容包括：智能传感器、 多功能采集仪、传感器的优化布置、信号无线传输技术、 结构损伤识别方法、健康状态评估及桥梁生命周期管理养 护等。
举办了许多以结构健康监测为主题的国际会议，比如： ? 国际健康监测研讨会（International Workshop on
? 荷载向高速重载方向发展； ? 在使用过程中，受到车辆荷载、风载、冲击振
动等复合载荷作用，其力学行为复杂，再加上 环境气候的氧化、腐蚀、材料老化等因素的影 响，将使桥梁的结构健康状态逐渐发生变化。
1. பைடு நூலகம்梁健康监测的目的和意义
1.1问题提出
? 目前我国桥梁的状况：
我国现在已建桥梁 100余万座，但是由于主客 观原因，桥梁垮塌事件屡有发生，造成人民生命和 国家财产的重大损失（如綦江大桥整体垮塌，造成 40人死亡；仅以广东省为例，全省有 4万余座桥梁， 4千余座有不同程度损伤， 370座列为危桥）。发达 国家的桥梁建设期早，问题更为严重。
1. 桥梁健康监测的目的和意义
1.2 健康监测的目的
?获取桥梁结构的工作环境信息，实时了解包 括环境温度、风荷载和车辆荷载的变化；
?获取桥梁结构的响应特征信息，实时掌握桥 梁结构的工作状况和健康状况（包括结构的 整体性能和关键部位的局部损伤情况）。
1. 桥梁健康监测的目的和意义
1.3 健康监测的意义
交通荷载、地震荷载 船撞荷载
结构性能监测 静动态响应监测 变形、应力、振动
荷载及结构响应是否异常 超限报警
结构特性分析 模态特性 疲劳特性
常详特 规细殊 检检检 查查查
是否局部开裂、屈 曲、腐蚀、退化
健康状态评估 结构是否损伤
养护、维修、管理决策实施
大桥养护、维修、管理决策示意图
2. 目前国内外的研究现状
Structural Health Monitoring)； ? 欧洲健康监测研讨会（European Workshop on Structural
Health Monitoring)； ? 新型结构健康监测研讨会（International Workshop on
Structural Health Monitoring of Innovative Structure)； ? 智能结构与健康监测会议（ International Conference on
分布广、外部干扰大、野外运行环境恶劣，而 传 统的仪器设备和测试方法 只能用于短期或临时人 工检测， 无法直接用于长期健康监测，不能直接 预报桥梁结构的健康状态。
? 保证桥梁结构安全运营的有效办法，就是要建立 桥梁结构长期健康监测系统。
2.1 桥梁健康监测系统的构成 ? 传感器系统（包括温度、应变、位移、振动、挠
度、风速等各类传感器）
? 数据采集与传输系统 （包括信号调理仪、数
据采集仪及通信网络等）
? 数据处理与控制系统 （包括数据处理、采集
控制、数据库管理与查询等）
? 健康状态评估系统 （包括损伤识别、健康状
态评估及管理决策建议等）
Structural Health Monitoring and Intelligent Infrastructure)。
2. 目前国内外的研究现状
2.3 理论研究状况
另外，其它会议也有桥梁健康监测技术专题，如： ?国际模态会议（ International Modal Analysis
Conference) ； ?欧洲智能结构与材料会议（ European
近年来，随着相关学科的发展，桥梁健康监 测技术已成为国内外工程界和学术界研究的热点。
2. 目前国内外的研究现状
2.2 桥梁健康监测技术研究内容 研究内容主要包括：
? 新型传感器及数采设备的研制与开发； ? 数据无线传输技术研究； ? 信号分析、处理及数据挖掘技术研究； ? 传感器的优化布设研究； ? 结构损伤识别理论研究； ? 桥梁健康状态评估技术研究 ? 桥梁网络化运营管理及养修决策技术研究。
2. 目前国内外的研究现状
2.2 桥梁健康监测技术研究内容
桥梁健康监测技术综合了 现代传感技术、网 络通信技术、计算机技术、信号分析与处理技术、 数据采集与控制技术、数据库管理技术、数据挖 掘技术、预测技术、结构分析理论、结构损伤识 别与状态评估理论及管理决策理论等 多学科领域 的知识，是一门新兴的交叉学科。
桥梁结构健康监测技术 研究现状与发展趋势
报告人：苏木标
报告的内容
1. 桥梁健康监测的目的和意义 2. 目前国内外的研究现状 3. 今后的发展趋势 4. 工程应用实例 5. 结束语
1. 桥梁健康监测的目的和意义
何谓健康监测？
1.1问题提出
? 桥梁结构正朝向大跨度、轻柔化、复杂化和多 功能的方向发展；
Conference on Smart Structures & Materials) ； ?国际结构控制会议（ World Conference on
? 为评价大桥承受动、静载的能力和结构的可靠性 （即评价桥梁结构的健康状态）提供实测数据；
? 为验证大桥设计理论与方法，修改桥梁设计规范 提供科学依据；
? 为实现对桥梁结构的科学管理、养护、维修及运 营决策，确保运营安全提供依据。
1. 桥梁健康监测的目的和意义
桥梁健康监测系统
现场检查
环境监测
环境温度、温差、 风荷载
? 桥梁垮塌频发，例如：
美国塔科马大桥垮塌的情景
加拿大魁北克大桥整体垮塌
（19000 吨钢材和86 名建桥工人落入水中，只有 11 人生还 ）
帕劳共和国预应力混凝土连续刚构垮塌前后
重庆綦江彩虹桥整体垮塌
宜宾金沙江南门大桥垮塌后的情景
辽宁盘锦田庄台大桥垮塌
Mississippi Rive Bridge
在建沱江大桥坍塌 (36人死亡）
1. 桥梁健康监测的目的和意义
1.1问题提出
由此可见，大型桥梁结构的运营安全 是各国政府亟待解决的重大问题。
如何及时发现桥梁结构在运营过程中 存在的安全隐患，保证结构的运营安全， 这是当前国际学术界和工程界面临的重大 技术难题。
1. 桥梁健康监测的目的和意义
1.1问题提出
2. 目前国内外的研究现状
2.3 理论研究状况
涌现了大量的研究论文，研究内容包括：智能传感器、 多功能采集仪、传感器的优化布置、信号无线传输技术、 结构损伤识别方法、健康状态评估及桥梁生命周期管理养 护等。
举办了许多以结构健康监测为主题的国际会议，比如： ? 国际健康监测研讨会（International Workshop on
? 荷载向高速重载方向发展； ? 在使用过程中，受到车辆荷载、风载、冲击振
动等复合载荷作用，其力学行为复杂，再加上 环境气候的氧化、腐蚀、材料老化等因素的影 响，将使桥梁的结构健康状态逐渐发生变化。
1. பைடு நூலகம்梁健康监测的目的和意义
1.1问题提出
? 目前我国桥梁的状况：
我国现在已建桥梁 100余万座，但是由于主客 观原因，桥梁垮塌事件屡有发生，造成人民生命和 国家财产的重大损失（如綦江大桥整体垮塌，造成 40人死亡；仅以广东省为例，全省有 4万余座桥梁， 4千余座有不同程度损伤， 370座列为危桥）。发达 国家的桥梁建设期早，问题更为严重。
1. 桥梁健康监测的目的和意义
1.2 健康监测的目的
?获取桥梁结构的工作环境信息，实时了解包 括环境温度、风荷载和车辆荷载的变化；
?获取桥梁结构的响应特征信息，实时掌握桥 梁结构的工作状况和健康状况（包括结构的 整体性能和关键部位的局部损伤情况）。
1. 桥梁健康监测的目的和意义
1.3 健康监测的意义
交通荷载、地震荷载 船撞荷载
结构性能监测 静动态响应监测 变形、应力、振动
荷载及结构响应是否异常 超限报警
结构特性分析 模态特性 疲劳特性
常详特 规细殊 检检检 查查查
是否局部开裂、屈 曲、腐蚀、退化
健康状态评估 结构是否损伤
养护、维修、管理决策实施
大桥养护、维修、管理决策示意图
2. 目前国内外的研究现状
Structural Health Monitoring)； ? 欧洲健康监测研讨会（European Workshop on Structural
Health Monitoring)； ? 新型结构健康监测研讨会（International Workshop on
Structural Health Monitoring of Innovative Structure)； ? 智能结构与健康监测会议（ International Conference on