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1、Vol.41，No.2第41卷第2期April，2015SichuanBuildingMaterials2015年4月结构健康监测技术在土木工程的应用崔莉(山西长治职业技术学院,山西长治046000)摘要:土木工程的结构健康监测是一门新兴的学科,文晖大桥、重庆大佛寺长江大桥等,该系统的应用取得很它可以判断结构是否存在损失,可以进行损伤定位、识别好的效果。相信不远的将来,国内的健康监测系统的应用损伤类型等,这样就可以防止灾难的发生,保障人民群众一定会越来越普遍。的生命财产安全。关键词:土木工程结构;结构健康监测;监测方法;3监测方法振动法3．1红外热像
2、检测技术中图分类号:TU317文献标志码:B红外热像检测技术是指运用红外热像仪探测物体各部文章编号:1672-4011(2015)02-0044-02分辐射出的红外线能量,根据物体表面的温度场分布状况DOI:10.3969/j.issn.1672-4011.2015.02.022所形成的热像图,直观地显示材料、结构物及其结构上存1土木结构健康监测技术的意义在的不连续缺陷的检测技术。它是非接触的无损检测技术,即在技术上可做上下、左右对被测物非接触地连续扫测,土木结构健康监测是指利用传感器采集该土木结构的因此也称红外扫描测试技术。信号,再对获得的信号进行
3、分析,得到该结构的特征参数,红外热像检测技术适用于做非接触、广视域的大面积进而判断该结构当前的损伤状态。监测系统包括测量传感的无损检测;白天和夜晚都可以进行工作;适用静、动态器系统、数据采集系统、数据分析系统。目标温度变化的常规检测和跟踪探测。因而,红外热像无土木结构的损伤可定义为结构承载能力在使用期间的损检测技术对已有无损检测技术的功能和效果具有很好的减少。损伤分为突然损伤和积累损伤,突然损伤由严重的互补性,已经成为国内外无损检测技术的重要分支。红外自然灾害或人为灾害引起,而积累损伤一般是结构在经过热像检测技术用于土木工程质量和功能的检查评估,在我
4、长时期使用后缓慢累积的损伤,损伤检测的五个层次:判国尚处于起步阶段,还有许多问题需要深入研究,但就其断结构中是否有损伤存在;损伤定位;识别损伤类型;评理论意义而言,应用前景极为广阔。估损伤的严重程度和评估结构的剩余寿命。土木工程的结3．2超声检测法构健康监测技术如果能完美地解决这五个层次的问题,那20世纪60年代,加拿大的莱斯利(Leslied)、切斯曼么就可以防止灾难的发生,保障人民群众的生命财产安全,(Cheesman)和英国的琼斯(Jons)、加特弗尔德(Gatfield)率进而产生很大的经济效益。所以,土木工程的结构健康监先把超声脉冲检测技术
5、用于混凝土检测,开创了混凝土超测技术有很大的应用前景。声检测的先例。结构健康监测是一门新兴的交叉学科,该技术涉及到超声法检测混凝土缺陷的基本原理是利用带波形显示的内容十分广泛,如传感器技术、信号处理技术、损伤诊功能的超声波检测仪和频率为25kHz的声波换能器,测量断技术、计算机数据存储技术等。与分析超声脉冲在混凝土中的传播速度(声速)、首波幅度2土木结构健康监测技术在国内外的应用(波幅)、接受信号主频率(主频)等声参数,并根据这些参数及其相对变化,来判定混凝土中的缺陷情况。1994年,美国地球物理公司发明了SIR地质雷达仪,我国已经制定了关于超声检测
6、混凝土缺陷的技术规程,适用公路路面检测,20世纪90年代日本雷达仪器公司该规程是当前超声法检测混凝土缺陷的技术依据。(JRC)研制开发了一系列混凝土内部雷达探测仪。超声法检测混凝土缺陷可以穿透(传播)较远距离,德国在柏林的莱特火车站大楼安装了健康监测系统。且安全方便。但该方法目前采用的是穿透测试,需要两个连接丹麦和瑞典的OresundBridge上安装了一套用于永久监相对测试面,这就在一定程度上限制了它的应用范围。另测的连续监控系统,监测结构的静力及动力荷载、风荷载、外,由于不能获得缺陷的明确信号,只能根据许多测点测应变、加速度和周围环境的温度、湿度
7、等。试数据的相对比较,以统计概率法来处理数据、判断缺陷,在国内,近几年结构健康监测系统的应用逐渐增多,因而不够直观,而且要测量许多测点后才能做出判断。但由于健康监测系统集成技术复杂、成本昂贵,我国的健3．3实验力学中的光学方法康监测系统多应用于大跨桥梁。云纹法是采用两组重叠的栅线相互遮光而出现的云纹虎门大桥位于珠江入海口,是连接珠江三角洲东西两翼图来测量变形体位移场的光测力学实验方法,利用栅板与的交通枢纽工程。虎门大桥全长4606m,主桥是跨径888m其在某物体表面的投影所形成的影子栅相重叠所得到的云的悬索桥,主梁采用扁平闭口流线型截面钢箱梁。由于虎
8、门纹条纹,称为阴影云纹,阴影云纹所代表的物理意义是等大桥位于热带风暴多发地区,所以对桥梁的安全问题需要高线,
