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1、第13卷 第2期中 国 公 路 学 报Vol113No122000年4月ChinaJournalofHighwayandTransportApr.2000文章编号:100127372(2000)0220037206桥梁结构的健康监测秦 权(清华大学土木系,北京 100084)摘 要:讨论了工程结构(特别是大跨桥)健康监测系统的背景、特点、核心技术、所涉及的多学科研究进展及发展前景,指出其主要目的是监测累积损伤。桥梁的自动交通管理设施和验收试验为桥梁健康监测系统打下了基础。世界上许多新建的大跨桥都安装有监测系
2、统。目前的健康监测系统尚不具备损伤识别能力,而真正的健康监测系统必须具备自动识别损伤的能力。自动识别损伤是结构健康监测系统的核心技术之一,也是当代国际的研究热点。结构健康监测系统涉及许多不同的研究领域(如结构、计算机、通讯等),需要解决多方面的问题(如寻找传感器最优测点、先进的模态识别方法、先进的系统识别方法、误差分析等)。关键词:模态识别;系统识别;损伤识别;桥梁健康监测中图分类号:U44612 文献标识码:AHealthmonitoringoflong-spanbridgesQINQuan(Depa
3、rtmentofCivilEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)Abstract:Background,characteristics,coretechniques,presentprogressandprospectofhealthmonitoringoflong2spanbridgesarediscussed.Healthmonitoringmainlyaimsataccumulateddamageinstructures.Equipmen
4、tforcontrollingtrafficonbridgesandprooftestingcanbelookedaspreliminarysystemsforbridgemonitoring.Manyrecentlybuiltlong2spanbridgeshavebeeninstalledwithmonitoringsystems.Atthepresenttime,bridgehealthmonitoringsystemshavenothadcapacitytodetectdamageinbridges
5、.Automaticdamagedetectionisacoretechniqueandpopularresearchforbridgehealthmonitoringsystems.Bridgehealthmonitoringinvolvesmanydisciplines,suchasstructures,computersandcommunications,andmanysubjects,suchasoptimumlocalizationofsensorsmodalidentification,syst
6、emidentificationanderroranalysisandsoon.Keywords:modalidentification;systemidentification;damagedetection;healthmonitoring 工程结构一般会受到两种损伤——突然损伤和骨料反应则使混凝土承载能力蜕化。累积损伤。突然损伤由突然事件引起,如天灾(地震、对于这两种不同的损伤,检查方式也不相同。一台风)或人祸(事故、破坏、爆炸、火灾),使损伤突然般情况下都能知道突然损伤的发生时间和部位,可达到一定
7、的值;累积损伤则有缓慢累积的性质,到一以在灾害发生后立即短期关闭桥梁,集中人力物力定程度就引起破坏,影响安全和使用。其中疲劳易出在损伤部位检查。而在累积损伤的情况下,人们不知现在受到交变荷载的焊接钢结构中,锈蚀则缓慢影道损伤在哪里,也不知道什么时间损伤就会影响使响钢结构或者混凝土结构中的钢筋,而混凝土的碱用和安全,只能靠长期(工程结构寿命是几十年到几收稿日期:1999208216基金项目:国家攀登计划B项目作者简介:秦 权(19392),男,江苏无锡人,清华大学教授,工学硕士.3
8、 中 国 公 路 学 报 82000年百年)连续的全面检查,因此检查只能在正常交通情(3)大量同样的结构:如中小桥,可监测个别典况下进行,而不得影响桥梁的正常使用。所以检查累型结构,所得信息可推论至所有同样的结构。但问题积损伤要比检查突然损伤困难得多,目前这种检查是土木工程个性太强,地基情况又千差万别,难以找主要靠人工检查。到完全相同的结构,从一个桥的检测结果难以推论人工检查有详细的检
