桥梁结构健康监测技术

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1、桥梁结构健康监测技术——发展与挑战报告人：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苏交科集团股份有限公司2015.04.22上海目录1、什么是桥梁结构健康监测2、为什么要做桥梁健康监测3、目前技术发展状态4、应用案例5、发展展望1.健康监测系统应用的必要性桥梁: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

2、应用的必要性1996年，帕劳共和国的Koror-1994年韩国汉城圣水Babeldaob桥倒塌，6人伤亡。2001年，葡萄牙杜罗河公路大桥断塌，死亡32人。桥坍塌，70余人落水失踪。2007年，美国明尼苏达州大桥坍2011年，我国福建武夷山公馆2012年，我国哈尔滨阳明滩大桥引塌，100多人伤亡。大桥垮塌（1死，22伤）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桥梁投资大、服役周期长、工作环境恶劣、病害普遍坑蚀混美国公路桥6

3、0万座，病桥28.6%，结构性缺陷15%凝欧洲各类病桥：838，000座土桥美国桥梁投资：最大宽度902.4mm％更新维修，10％新建桥梁长期变形过大混凝土开裂钢筋锈蚀支座病害我国公路桥70万座，各类病桥10万座危桥数量呈现出边治边增的趋势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：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

4、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。1.健康监测系统应用的必要性疾病检查诊断治疗监测检查诊断维修1.健康监测系统应用的必要性健康监测——为桥梁构建神经系统大脑神经中枢状态评估传输网神经末梢传感器人体神经系统结构健康监

5、测系统2.桥梁健康监测技术的发展与应用已在国内外大量桥梁上得到应用国内外超过300座桥梁WIMAnemometerAccelerometer&SeismometerTemperatureSensor4EStrainGauge3EGPSRoverStation2EDisplacementTransducer1EBarometer,RainGauge,HygrometerEastCorrosionSensorTowerDigitalVideoCameraWIMWeigh-In-MotionSystemNum

6、berofsensors>1200WIMWestSensorsontheStonecuttersBridgeTower1W2W3W4W2.桥梁健康监测技术的发展与应用1.江苏省大型桥梁健康监测系统建设现状灌河大桥淮安大桥润扬大桥南京二桥江阴大桥崇启大桥泰州大桥南京三桥南京四桥苏通大桥2.桥梁健康监测技术的发展与应用国际会议当前桥梁界主要研究热点之一国际健康监测研讨会智能结构和健康监测会议80年代——90年代末期国际模态会议传感技术（智能材料+智能传感器）SPIE年会+探索性工程应用国际桥梁维护、安全

7、和管理会议–美国80年代中后期、英国80年代后期、日本、香港90年代初协会组织期、中国内地90年代后期国际智能结构健康监测协会90末期——现在（ISHMII)传感技术（高性能特殊传感器）+传输技术+示范工程国际期刊JournalofIntelligentMaterialSystems–目前全世界已有超过300座大JournalSmartmaterialsandStructures桥上安装有规模各异的健康监StructuralHealthMonitoring测系统SmartStructuresandS

8、ystems2.桥梁健康监测技术的发展与应用已在国内外大量桥梁上得到应用当前桥梁界主要研究热点之一国家已有相关政策要求交通运输部对桥梁监测监测已有明确要求•《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……多个城市对桥梁健康监测提出明确要求如：天津市市政管理局发布《关于加强市政公