橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)調(diào)研報告(實用資料)

1、橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)調(diào)研報告（實用資料）（可以直接使用，可編輯 歡迎下載）橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)調(diào)研報告橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)調(diào)研報告2009年6月目 錄一、傳統(tǒng)橋梁結(jié)構(gòu)檢查與評估概述 1二、現(xiàn)代橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)概述 2三、健康監(jiān)測系統(tǒng)研究現(xiàn)狀3四、健康監(jiān)測系統(tǒng)實施現(xiàn)狀5五、健康監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用效果與存在問題 1 5六、健康監(jiān)測系統(tǒng)改善建議與發(fā)展前景 1 6、傳統(tǒng)橋梁結(jié)構(gòu)檢查與評估概述橋梁在建成后，由于受到氣候、腐蝕、氧化或老化等因素，以及長期在靜 載和活載的作用下易于受到損壞，相應(yīng)地其強度和剛度會隨時間的增加而降低。 這不僅會影響行車的安全，并會使橋梁的使用壽命縮短。為保證大橋的安全與 交通運輸暢通，加強對橋梁

2、的維護(hù)管理工作極為重要。橋梁管理的目的在于保 證結(jié)構(gòu)的可靠性，主要指結(jié)構(gòu)的承載能力、運營狀態(tài)和耐久性能等，以滿足預(yù) 定的功能要求。橋梁的健康狀況主要通過利用收集到的特定信息來加以評估， 并作出相應(yīng)的工程決策，實施保養(yǎng)、維修與加固工作。評估的主要內(nèi)容包括： 承載能力、運營狀態(tài)、耐久能力以及剩余壽命預(yù)測。承載能力評估與結(jié)構(gòu)或構(gòu) 件的極限強度、穩(wěn)定性能等有關(guān)，其評估的目的是要找出結(jié)構(gòu)的實際安全儲備， 以避免在日常使用中產(chǎn)生災(zāi)難性后果。運營狀態(tài)評估與結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在日常荷載 作用下的變形、振動、裂縫等有關(guān)。運營狀態(tài)評估對于大橋工件條件的確認(rèn)和 定期維修養(yǎng)護(hù)的實施十分重要。耐久能力評估側(cè)重于大橋的損傷及其成

3、因，以 及其對材料物理特性的影響。傳統(tǒng)上，對橋梁結(jié)構(gòu)的評估通過人工目測檢查或借助于便攜式儀器測量得 到的信息進(jìn)行。人工橋梁檢查分為經(jīng)常檢查、定期檢查和特殊檢查。但是人工 橋梁檢查方法在實際應(yīng)用中有很大的局限性。美國聯(lián)邦公路委員會的最近調(diào)查 表明，根據(jù)目測檢查而作出的評估結(jié)果平均有 56% 是不恰當(dāng)?shù)?。傳統(tǒng)檢測方式 的不足之處主要表現(xiàn)在：(i)需要大量人力、物力并有諸多檢查盲點。現(xiàn)代大型橋梁結(jié)構(gòu)布置極其 復(fù)雜，構(gòu)件多且尺寸大，加之大部分的構(gòu)件和隱蔽工程部位難于直接接近檢查， 因此，這對現(xiàn)代大型橋梁尤其突出；( ii )主觀性強，難于量化。檢查與評估的結(jié)果主要取決于檢查人員的專業(yè) 知識水平以及現(xiàn)場

4、檢測的經(jīng)驗。經(jīng)過半個多世紀(jì)的發(fā)展，雖然橋梁的分析設(shè)計 與施工技術(shù)已日趨完善，但對某些響應(yīng)現(xiàn)象，尤其是損傷的發(fā)展過程，尚處于 經(jīng)驗積累中，因此定量化的描述是很重要的；( iii )缺少整體性。人工檢查以單一構(gòu)件為對象，而用于現(xiàn)代機械、光學(xué)、 超聲波和電磁波等技術(shù)的檢測工具，都只能提供局部的檢測和診斷信息，而不能提供整體全面的結(jié)構(gòu)健康檢測和評估信息；（iv ）影響正常交通運行。 對于較大型的橋梁通常需要搭設(shè)觀察平臺或用觀 測車輛，無可避免需要實施交通控制；（v）周期長，時效性差。大型橋梁的檢查周期可達(dá)經(jīng)年。在有重大事故或 嚴(yán)重自然災(zāi)害的情況下，不能向決策者和公眾提供即時信息。二、現(xiàn)代橋梁健康監(jiān)測系

5、統(tǒng)概述由于人工橋梁檢查程序和設(shè)施無法直接和有效地應(yīng)用于大型的橋梁檢測 上。因此有必要建立和發(fā)展橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測與安全評估系統(tǒng)用以監(jiān)測和評估 大橋在運營期間其結(jié)構(gòu)的承載能力、運營狀態(tài)和耐久能力等。橋梁監(jiān)測系統(tǒng)綜 合了現(xiàn)代傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、信號分析與處理技術(shù)、數(shù)據(jù)管理方法、知 識挖掘、預(yù)測技術(shù)及橋梁結(jié)構(gòu)分析理論等多個領(lǐng)域的知識，極大地延拓了橋梁 檢測領(lǐng)域，提高了預(yù)測評估的可靠性。當(dāng)橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損傷后，結(jié)構(gòu)的某些局 部和整體的參數(shù)將表現(xiàn)出與正常狀態(tài)不同的特征，通過安裝傳感器系統(tǒng)拾取這 些信息，并識別其差異就可確定損傷的位置及相對的程度。通過對損傷敏感特 征量的長期觀測，可掌握橋梁性能劣化的演變

6、規(guī)律，以部署相應(yīng)的改善措施， 延長橋梁使用壽命。監(jiān)測系統(tǒng)為橋梁評估提供即時客觀的依據(jù)，但由于資源等 方面所限，就目前情況而言，傳感器系統(tǒng)不可能涵蓋所有構(gòu)件。此外，由于對 大型橋梁在復(fù)雜環(huán)境下響應(yīng)的認(rèn)識與經(jīng)驗的限制，也會導(dǎo)致對某些關(guān)鍵性部位 監(jiān)測的不足。大橋損傷大致可分為結(jié)構(gòu)性損傷與非結(jié)構(gòu)性損傷兩大類。用于結(jié) 構(gòu)性損傷檢測和非結(jié)構(gòu)性損傷檢測的傳感器種類和布置截然不同。此外，非結(jié) 構(gòu)性損傷雖然不會減弱結(jié)構(gòu)的承載能力與耐久性，但對橋梁的正常運營造成隱 患。大橋健康監(jiān)測系統(tǒng)的主要功能包括：（i）監(jiān)測大橋的結(jié)構(gòu)安全及運營狀況；（ii）提供大橋定期維修養(yǎng)護(hù)所需要的信息；（iii ）檢驗大橋設(shè)計假定和設(shè)計參

7、數(shù)的可靠性和準(zhǔn)確性。我們特別強調(diào)健康監(jiān)測系統(tǒng)能服務(wù)于大橋的定期維修與管理。這一功能將 通過建立專門的構(gòu)件危險及易損性評級系統(tǒng)和基于整體檢測與局部檢測評估體 系相結(jié)合來實現(xiàn)。，建立一個技術(shù)先進(jìn)、穩(wěn)定高效的橋梁健康監(jiān)測和安全評價系 統(tǒng)，對于提升橋梁工程的設(shè)計、施工和管理水平亦具有十分重要的意義。圖1橋梁健康監(jiān)測構(gòu)架圖三、健康監(jiān)測系統(tǒng)研究現(xiàn)狀橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測與安全評價系統(tǒng)涉及的研究范圍包括：傳感器優(yōu)化布設(shè) 與系統(tǒng)集成研究，數(shù)據(jù)采集、處理、顯示及存儲研究，結(jié)構(gòu)狀態(tài)評估研究。傳感器的優(yōu)化布設(shè)（傳感器類型，位置和數(shù)量）對監(jiān)測結(jié)果起決定作用。由于 客觀因素的制約，傳感器的數(shù)量總是有限的，如何布設(shè)有限數(shù)量的傳

8、感器從噪 聲信號中實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)狀態(tài)改變信息的最優(yōu)采集，是大跨度橋梁健康監(jiān)測的關(guān)鍵 技術(shù)之一。系統(tǒng)集成是將系統(tǒng)內(nèi)不同功能的子系統(tǒng)在物理上、邏輯上和功能上 連接在一起，以實現(xiàn)信息綜合分析和管理。系統(tǒng)集成是橋梁監(jiān)測系統(tǒng)智能化程 度的重要標(biāo)志，旨在實現(xiàn)資源共享和信息綜合，其發(fā)展方向是“一體化集成” 和開放的分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，與外部各種通信網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，構(gòu)成信息高速公路 的一個節(jié)點或廣義的“信息點”。數(shù)據(jù)采集、處理、存儲及提取是橋梁監(jiān)測系 統(tǒng)的重要內(nèi)容。應(yīng)向滿足多媒體、同步化、寬帶化、高速率、大容量等信息傳 輸?shù)囊蠓较虬l(fā)展，保證系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)、同步的實時數(shù)據(jù)采集，及時有效地處 理、分析、存儲和管理龐大的數(shù)據(jù)

9、流。橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)評估是橋梁監(jiān)測系統(tǒng)的核心和目標(biāo)。借助于有限元分析模型 和大量的監(jiān)測數(shù)據(jù)，采用統(tǒng)計、系統(tǒng)識別和模式識別的方法，評估橋梁結(jié)構(gòu)的 環(huán)境和條件狀態(tài)，監(jiān)測結(jié)構(gòu)性能及其退化趨勢。系統(tǒng)識別法以結(jié)構(gòu)系統(tǒng)模型和 模型估計 （或修正 ）為基礎(chǔ)，通過識別模型參數(shù)的變化來實現(xiàn)結(jié)構(gòu)狀態(tài)監(jiān)測與損傷 診斷?；谔卣鞯哪Ｊ阶R別法是利用傳感器信號的適當(dāng)特征，通過模式分類過 程來辨識結(jié)構(gòu)的變化。所謂“特征”是由測量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換得到的、反映結(jié)構(gòu)狀態(tài) 分類本質(zhì)的量。振動模態(tài)參數(shù)是最早用來識別結(jié)構(gòu)損傷的特征，目前得到普遍 認(rèn)同的一種最實用的方法就是結(jié)合系統(tǒng)識別、振動理論、振動測試技術(shù)、信號 采集與分析等跨學(xué)科技術(shù)的試驗?zāi)B(tài)

10、分析法。這種方法大致可分為模型修正法 和指紋分析法兩大類。隨著現(xiàn)代傳感技術(shù)、計算機與通訊技術(shù)、信號分析與處理技術(shù)及結(jié)構(gòu)振動分析理論的迅速發(fā)展， 大型橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測與安全評價技術(shù)， 近年來已成為國內(nèi)外工程界和學(xué)術(shù)界關(guān)注的熱點。從目前理論研究狀況來看 : 近年來， 結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測領(lǐng)域涌現(xiàn)了大量的研究論文， 這些論文的研究內(nèi)容包括智能傳感器、傳感器的優(yōu)化布置、數(shù)據(jù)的無線傳輸、損傷識別方法、橋梁狀態(tài)評估、橋梁生命周期管理養(yǎng)護(hù)等。此外， 還舉辦了許多以結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測為主題的國際會議， 如 :國際健康監(jiān)測研討會、 歐洲健康監(jiān)測研討會、 新型結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測研討會和智能結(jié)構(gòu)和健康監(jiān)測會議。另外， 國際模態(tài)會議、

11、SP IE 年會、歐洲智能結(jié)構(gòu)和材料會議、國際結(jié)構(gòu)控制會議等都有結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測和損傷識別的專題。此外， 很多研究者正致力于研究并制定橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計指南和規(guī)范，如:L auzon等研究者提出了一個橋梁監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計建議 ；美國Dex rel大學(xué)的A ktan教授等制定了比較詳細(xì)的健康監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計指南；加拿大IS IS組織的主席M uf t i教授也主持起草了一份結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測指南。英國的研究者制定了一個指導(dǎo)健康監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計的指南。香港理工大學(xué)以高贊明教授為首的課題組也正 致力于研究制定專門用于大跨索橋監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計指南。鑒于橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測與安全評價系統(tǒng)已在世界上得到廣泛應(yīng)用，國際橋 梁協(xié)會

12、于 2003年 7月在瑞士決定制訂有關(guān)橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的國際規(guī)程，以指 導(dǎo)和推動該項技術(shù)在各國的應(yīng)用。四、健康監(jiān)測系統(tǒng)實施現(xiàn)狀隨著現(xiàn)代傳感技術(shù)、計算機與通訊技術(shù)、信號分析與處理技術(shù)及結(jié)構(gòu)振動 分析理論的迅速發(fā)展，大型橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測與狀態(tài)評估近年來已成為國內(nèi)外 工程界和學(xué)術(shù)界關(guān)注的熱點。橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測與安全評價系統(tǒng)總的目標(biāo)是通 過測量反映大橋環(huán)境激勵和結(jié)構(gòu)響應(yīng)狀態(tài)的某些信息，實時監(jiān)測大橋的工作性 能和評價大橋的工作條件，以保證大橋的安全運營及為大橋的養(yǎng)護(hù)維修提供科 學(xué)依據(jù)。與傳統(tǒng)的橋梁監(jiān)測方法（包括眾多的無損檢測技術(shù)）不同，橋梁結(jié)構(gòu)健康 監(jiān)測與安全評價系統(tǒng)重在診斷可能發(fā)生結(jié)構(gòu)損傷或災(zāi)難的條件

13、和環(huán)境因素，評 估結(jié)構(gòu)性能退化的征兆和趨勢，以便及時采取養(yǎng)護(hù)維修措施。而傳統(tǒng)的檢測方 法重在損傷發(fā)生后檢查損傷的存在并采取維修加固的手段，因此，橋梁結(jié)構(gòu)健 康監(jiān)測與安全評價系統(tǒng)的概念具有革命性的變革。通過對傳感器的革新和自動遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的更新?lián)Q代，橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測 與安全評價系統(tǒng)正向簡單易裝、經(jīng)濟(jì)可行、持久可靠的方向發(fā)展，并已在世界 許多大橋得到應(yīng)用。表1列出了世界上安裝監(jiān)測系統(tǒng)的部分橋梁，其中陽邏長 江大橋、北京清河橋以及南寧大橋為我院承接，表 2、表3為傳感器裝備情況， 表4為健康監(jiān)測系統(tǒng)投資情況。表1安裝健康監(jiān)測系統(tǒng)的部分橋梁橋梁名稱結(jié)構(gòu)類 型跨度（米）位置昂船洲橋斜拉橋1018中國香

14、港西部通道斜拉橋210中國香 港汀九橋斜拉橋127+448+475+127中國香 港橋梁名稱結(jié)構(gòu)類 型跨度（米）位置汲水門橋斜拉橋160+430+160中國香 港南京二橋斜拉橋628中國徐浦大橋斜拉橋590中國Skars un det斜拉橋240+530+240挪威Rama IX斜拉橋166+450+166泰國Jindo斜拉橋70+344+70韓國New HaengJu斜拉橋160+120+100韓國柜石島橋斜拉橋700日本多多羅橋斜拉橋890日本Norma ndie橋斜拉橋856法國大佛寺橋斜拉橋198+450+198中國南京二橋斜拉橋257+648+257中國杭州灣跨海 橋斜拉橋448中國

15、橋梁名稱結(jié)構(gòu)類 型跨度（米）位置蕪湖橋斜拉橋180+312+180中國清河橋斜拉橋108+66+36中國潤揚橋斜拉橋 /懸索 橋406/1490中國江陰橋懸索橋1388中國虎門橋懸索橋888中國陽邏橋懸索橋1280中國青馬橋懸索橋455+1375+300中國香 港明石橋懸索橋960+1991+960日本南備贊瀨戶 橋懸索橋274+1100+274日本Great Belt橋懸索橋535+1624+535丹麥Namhae 橋懸索橋128+404+128韓國Yeon gji ng懸索橋505韓國橋梁名稱結(jié)構(gòu)類 型跨度（米）位置橋菜園壩鋼箱系 桿拱102+420+88中國錢江四橋鋼管拱 橋2 190+

16、7 89中國盧浦橋全鋼拱 橋550中國南寧橋蝴蝶拱 橋300中國CommodoreBarry 橋鋼桁架 橋501美國HAM42-0992連續(xù)梁17+24+17美國石板坡橋連續(xù)剛 構(gòu)330中國Taylor 橋簡支梁5 33加拿大表2國內(nèi)部分橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)傳感器橋昂 船 洲 橋西 部 通 道青 馬 大 橋汲 水 門 橋汀 九 大 橋虎 門 大 橋江 陰 大 橋錢江四橋南 京橋蘇 通 大 橋潤 揚 大 橋陽 邏 大 橋風(fēng)速儀2476272482溫 度 計488118115224832640321376493振 動 傳 感 器606617645812302817356位移計44222812V38應(yīng)3

17、2151130122464182013變計06082振 弦 式 應(yīng) 變 儀140840V光 纖 傳 感 器87601296磁 感 應(yīng) 傳 感 器71242水平儀95車 軸 車 速 儀22666V2VGPS1014+2677+11458125E M 測 力2436V傾 角 儀106V全站儀12+2電 子 測 距1/16表3國外部分橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)傳感器明南柜GreaHAMCommodoTaylo橋名石備石t42-099re Barryr大贊島Belt2橋大橋橋瀨橋戶1 橋風(fēng)速儀944V4溫 度 計201+120加 速 度 計102723V216位 移 計766V17焊 接 式 應(yīng) 變 儀8V18

18、+45626振 弦 式10148應(yīng)變儀光 纖 傳 感 器V65車 軸 車 速 儀2GPS3速度計12傾 角 儀2+136攝4像儀表4部分橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)投資橋名橋型跨度（米）時間系統(tǒng)投資青馬大橋懸索橋455+1375+30019972000萬英鎊汀九橋斜拉橋127+448+475+127汲水門橋斜拉橋160+430+160江陰橋懸索橋138819992800萬人民幣南京二橋斜拉橋257+648+25720041130萬人民幣陽邏大橋懸索橋128020061001萬人民幣菜園壩大橋鋼箱系桿拱102+420+882007880萬人民幣清河大橋斜拉橋108+66+362007255萬人民幣南寧大橋蝴

19、蝶拱橋3002008420萬人民幣鄂東橋斜拉橋92620081300萬人民幣五、健康監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用效果與存在問題從橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)實踐應(yīng)用效果來看，建立健康監(jiān)測系統(tǒng)的大橋，基本 上能夠?qū)崟r獲得橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)力、變形以及變位等參數(shù)，用以實時評估橋梁實際 工作狀態(tài)和預(yù)測橋梁功能變化，給管理部門及時作出合理維修策略提供重要依 據(jù)。有的監(jiān)測系統(tǒng)準(zhǔn)確記錄了大橋經(jīng)歷船撞擊等突發(fā)情況下的響應(yīng)，并判斷出 大橋是否因此而損壞，使管理部門作出了準(zhǔn)確而及時的決策反應(yīng)。橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)是一個正在逐漸被學(xué)術(shù)界和工程界廣泛接受并應(yīng)用的新 課題，在目前的實際工程應(yīng)用實踐中，尚存在一些比較普遍的問題：（i）缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)規(guī)模差

20、異性較大，有的系統(tǒng)安裝了上千個傳感器, 有的系統(tǒng)則僅安裝了幾十個傳感器；（ii）傳感器選型與布設(shè)合理性有待商榷。部分傳感器精度或耐久性不夠， 有的測點布置不合理，由于有些橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)并不是由橋梁專業(yè)人員設(shè)計， 或者這些設(shè)計者缺乏豐富的橋梁檢測與評估經(jīng)驗，使得其測點的布設(shè)不甚合理， 導(dǎo)致目前橋梁監(jiān)測系統(tǒng)測點布置規(guī)模差異性較大，造成投資浪費或關(guān)鍵數(shù)據(jù)缺 失；(iii )健康監(jiān)測系統(tǒng)本身的使用壽命難以得到保證，傳感器壽命和傳輸線路 長期使用是否暢通是影響到監(jiān)測系統(tǒng)使用壽命的關(guān)鍵；(iv) 環(huán)境影響及測量噪聲難以完全消除，降低了監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性。測量 數(shù)據(jù)的不完整性，給分析帶來困難；(v) 有些大

21、橋的健康監(jiān)測系統(tǒng)獲取了海量數(shù)據(jù)，但是未有效及時的處理， 分析人員缺乏足夠的橋梁知識，造成數(shù)據(jù)災(zāi)難；(vi )橋梁健康狀況評價體系不完備。有些橋梁監(jiān)測系統(tǒng)雖然監(jiān)測到了大量 數(shù)據(jù)，但是由于評估理論本身不完善及部分橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)評估模塊的建立 缺乏有經(jīng)驗的橋梁評估專業(yè)人員，使得監(jiān)測到的有效數(shù)據(jù)未能有效應(yīng)用于橋梁 狀況評估之中；(vii) 理論與實踐及相關(guān)系統(tǒng)的有機結(jié)合需要加強。健康監(jiān)測領(lǐng)域涌現(xiàn)了 大量的研究論文，但目前有些理論并不能有效應(yīng)用于工程實踐；健康系統(tǒng)由許 多子系統(tǒng)組成，如何將這些子系統(tǒng)更有效的結(jié)合起來進(jìn)行評估需要進(jìn)一步研究。六、健康監(jiān)測系統(tǒng)改善建議與發(fā)展前景針對目前橋梁檢測系統(tǒng)出現(xiàn)的問題

22、， 我們有必要加強研究， 更進(jìn)一步優(yōu) 化監(jiān)測技術(shù)、完善健康監(jiān)測以及安全評價理論。結(jié)合我公司長期從事橋梁研究 的實際經(jīng)驗，我們提出一些健康監(jiān)測系統(tǒng)的改善建議，以做到在現(xiàn)有技術(shù)水平 的基礎(chǔ)上，設(shè)計出功能全面、性能優(yōu)良、穩(wěn)定耐久、經(jīng)濟(jì)合理的切合大橋管理 實際維護(hù)要求的橋梁健康監(jiān)測與安全評價系統(tǒng)。(i)采用健康監(jiān)測系統(tǒng)與傳統(tǒng)檢查方法相結(jié)合進(jìn)行大橋管理維護(hù)的新策略， 發(fā)展數(shù)字電子管養(yǎng)系統(tǒng)。建立好大橋健康監(jiān)測系統(tǒng)后，理論上只需一臺可以上 網(wǎng)的電腦，就可以在世界任何地方對大橋的工作狀況了如指掌。當(dāng)然，實時健 康監(jiān)測系統(tǒng)雖可為橋梁評估提供即時客觀的依據(jù)，但一方面由于資源、成本等 方面的限制， 就目前情況而言，

23、 傳感器系統(tǒng)不可能涵蓋大橋的所有構(gòu)件。 此外， 由于現(xiàn)階段對大型橋梁在復(fù)雜環(huán)境下的響應(yīng)的認(rèn)識與經(jīng)驗的限制，也會導(dǎo)致對 某些關(guān)鍵性部位監(jiān)測不足。因此，在現(xiàn)有的技術(shù)水平下，要避免完全依賴健康 監(jiān)測系統(tǒng)的進(jìn)行橋梁工作狀態(tài)評估的思想，應(yīng)該適當(dāng)與傳統(tǒng)的檢查方法結(jié)合對大橋進(jìn)行管理維護(hù)。健康監(jiān)測系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)全橋整體工作性能、與橋梁安全直 接相關(guān)的關(guān)鍵點的監(jiān)測以及突發(fā)事件的報警，從總體上把握全橋的工作狀態(tài)， 而傳統(tǒng)檢查方法應(yīng)與健康系統(tǒng)結(jié)合一起對某些局部位置進(jìn)行檢查。如果能將橋 梁人工檢查與先進(jìn)健康監(jiān)測系統(tǒng)有機的結(jié)合起來，那么現(xiàn)存檢測方法中的許多 不足之處可有效消除。橋梁管理維護(hù)的新策略如圖2所示，它綜合了傳統(tǒng)

24、的人工檢查方法與現(xiàn)代監(jiān)測技術(shù)的長處。圖2現(xiàn)代橋梁維護(hù)策略健康監(jiān)測系統(tǒng)在橋梁維護(hù)管理中的作用是根據(jù)傳感器系統(tǒng)的測量值或其衍 生量對橋梁整體與局部作出合理評估。其中，評估式維護(hù)工作指對橋梁構(gòu)件的 不正常表現(xiàn)作出即時診斷并找出其根源。預(yù)測性維護(hù)旨在及早發(fā)現(xiàn)災(zāi)難性破壞 的隱患，以便能采取措施加以消除或最低程度對其進(jìn)行控制和延緩。從這個意 義上說，完整的大橋健康記錄對大跨度橋梁的健康狀態(tài)作出明確清晰的預(yù)測評 估是十分重要的。預(yù)防性維護(hù)通過定期的現(xiàn)場檢查來落實，由目測或借助某些 儀器對那些尚不明晰的問題進(jìn)行記錄分析，例如腐蝕、徐變等。當(dāng)檢測出橋梁 有損傷發(fā)生時，就需要對其進(jìn)行加固，這是顯然的。在大橋整個設(shè)

25、計使用壽命 內(nèi)，在確保大橋安全可靠運營前提下，使維護(hù)管理保持在相對較低的穩(wěn)定水平， 這是引進(jìn)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測與安全評估系統(tǒng)的終極意義之所在。（ii）充分利用好健康監(jiān)測系統(tǒng)初期數(shù)據(jù)。從當(dāng)前實際應(yīng)用的橋梁健康系統(tǒng) 來看，健康監(jiān)測系統(tǒng)本身的使用壽命難以保證，而在大橋投入使用初期健康監(jiān) 測系統(tǒng)各子系統(tǒng)工作狀況較好，因此，我們認(rèn)為應(yīng)該充分利用這段時間實時健 康監(jiān)測系統(tǒng)所監(jiān)測的結(jié)果，建立起大橋健康工作狀態(tài)的數(shù)據(jù)庫，為以后的損傷 識別和評估提供強有力的依據(jù)，且通過這段時間的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，找 準(zhǔn)橋梁各構(gòu)件的變化趨勢，建立起精確可靠的預(yù)測模式，為制定長期穩(wěn)定的檢 查維護(hù)計劃作準(zhǔn)備。(iii )保證關(guān)鍵測點數(shù)據(jù)的長期正常采集。橋梁健康系統(tǒng)工作若干年后，一 般都會有一個系統(tǒng)老化的問題，部分傳感器和傳輸線路不能正常工作，造成數(shù) 據(jù)不能正常采集。切合當(dāng)前實際情況，我們的思路是系統(tǒng)運行若干年后，要保 證與橋梁安全直接相關(guān)的關(guān)鍵點仍然能正常運行，這些關(guān)鍵點是通過橋梁結(jié)構(gòu) 分析、實橋經(jīng)驗以及前期健康監(jiān)測數(shù)據(jù)確定，在這些關(guān)鍵點選擇耐久性好且易 于更換的傳感器，以確保該點數(shù)據(jù)的長期正常采集。(iv) 合