大型桥梁工程结构健康的检测技术研究与使用

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摘 要：目前桥梁工程已在建筑业中发挥着越来越重要的作用，并已经取得了很大的成就，其发展趋势也更加的受到关注，所以对于桥梁的安全性以及耐用性的关注也愈发的多，所以本文对于大型桥梁工程的结构健康监测技术进行了探究。

关键词：桥梁工程；健康结构；检测技术；研究

1 大型桥梁工程健康监测技术的几个基本概要

对于大型桥梁工程在日常的交通运输行业内占据的地位是不可忽视的，其在社会大众心目中的形象也是异常坚实的，并且由于大型的桥梁在建设的过程中花费了十分多的人力与物力资源，可谓建设使用的成本很高，所以为了延长其使用的寿命，并在此基础上保障使用人群的安群，委实需要投入一定的研究成本在其中，以期可以在大型的桥梁工程中创造更多的价值，这就需要本文重点阐述的大型桥梁工程结构健康监测技术在日常对于桥梁工程的维修与保养中。

大型桥梁结构的健康监测主要是收集与桥梁建设有关的一些参数，对于这些数据进行分析，得出与桥梁使用有关的当下的状况，倘若桥梁的使用出现了大型的变化，积极的采取一些解决办法，还可以将桥梁的损失减少到最低。其中健康监测中收集到的一些数据包括了桥梁周围的温度状况、桥面的承载能力、位移以及动力的一些有关特征。

在桥梁结构健康的监测技术中，多数是使用技术设备进行数据收集的，其中利用测试的元件、测试使用的系统以及一些仪器设备实时的对桥梁的使用现场进行监控，使用该技术可以做到在现场进行数据的收集，并可以将控制中心的指令远程的传递到桥梁的使用现场，还能够做到对数据进行储存与应急处理，对于桥梁结构的变化比较敏感，及时的将变化的状况反映出来，对于桥梁目前的安全境况以及承受力和动态荷载能力和结构的可靠性作出评估，使得有关大型桥梁的一些决策在决定的时候减少了一些风险性，提高了准确性。

由于桥梁结构健康监测技术在使用的时候涉及了很多的科学领域，例如现代化的检测技术的使用、计算机技术的分析、通讯设备的传递、信号分析技术等等，这些技术都是处于当代科学研究的前沿，可见其反应的数据是值得信赖的，目前一些自动化技术的进一步使用以及一些更为灵敏的传感器在其中的使用使得桥梁检测技术在判断大型桥梁的健康状况的时候所做出的结论更加的快捷、准确，也在一定程度上减少了认为检验带来的失误，提高了准确性。

2 桥梁结构健康监测技术的组成部分

整体来讲，大型的桥梁工程结构健康监测技术的组成是由传感器系统、信号采集处理系统以及安全评估系统组成的，这些系统在技术执行的时候分工明确，每一个系统都有其专门的检查领域，使得所得到的数据更加的至关，理解起来也更加的便捷，此外，这些系统在设计的时候将对于桥梁的安全检查放在了第一位，与健康检测技术的使用目标是相一致的，在设计的时候还将系统的准确性以及经济性联系在一起，对每一个部分的成本进行严格的控制，对于现场的传感器设置也更加的谨慎以避免花销的增加，在进行数据分析的时候，做到的是不单单的将系统反应的数据作为主要的依据，而是要结合仿真的计算以及以往的施工经验进行分析，避免期间任意一个系统出现问题都将导致分析的结果不准确。

2.1 健康结构检测技术的传感器系统的组建

目前国家对于传感器的研究也是相当的重视，所以出现了种类各异的传感器的设备，其可靠性以及精确性都各不相同，所以在桥梁结构健康监测技术中选用什么样的传感器就成为了一项问题。

在选择桥梁结构健康监测技术中使用的传感器的时候，注意结合桥梁的结构类型、工作的环境以及在桥梁上可能遇见的被破坏的形式等状况，还要考虑到传感器的尺寸大小，避免放置在桥梁的某一位置上影响其正常的运作使用，传奇器的安装方式也要受到桥梁结构的影响，选择时也要注意这方面问题的考虑。

此外，由于桥梁工程的使用时间很长，健康监测技术的运转周期也就必需满足长期工作的需要，这时传感器的工作性能也就会受到诸如人为因素以及自然因素的印象，所以在构建传感器系统的时候也要注意传感器的使用寿命以及面对恶劣环境的适应能力，保障其不会受到外界因素的干扰而打乱了在桥梁的检测工作。

2.2 信号采集与处理系统的组建

信号采集与处理系统的主要工作就是对收集而来的信号进行记录、必要时进行量化与传输的工作。由于大型的桥梁结构健康监测技术在工作的时候工作的时间长，收集的数据多并且种类各异，包含了物理数据以及一些并不直观的数据资料，面对着这样的数据时，最主要的还是要对其进行预处理的工作，将采集到的数据进行简单地分析，对第一手的资料进行分解、变换、进行参数计算等等，制作出简单的健康报告，以便于进一步的分析，当简单地将结构健康监测技术中的数据进行分析之后，接下来的工作就是要将这些数据向更加科学的系统内进行传输，以便获得更加详细准确的健康监测的报告。

2.3 安全评价系统的组建

安全评价系统主要是将信息收集系统内的数据进行更加深入的分析，争取得到包含更多信息量、更加科学的、更为客观的健康安全报告，对于桥梁目前的耐久性、正常性以及功能是否正常进行一次完全的分析评价。这一过程需要对得到的有关桥梁的振幅、自振频率、振型以及应力等特征性很强的桥梁参数进行分析，并加上人工的对于桥梁表面的损伤状况进行检查，可以较为准确的估算出桥梁结构在时间的推移下功能是否产生了退化的情况。在对数据进行了科学的分析之后，必不可少的工作就是要制作出健康检查报告，在制作报告的时候，一定要注意加上大量的实验测试结果、精密计算的数据以及现场的检查结果等等，在找寻出其中的关联后才可以使得健康检查报告更具有可靠性。

2.4 对于桥梁工作的环境的检测

（1）由于桥梁结构的特殊性，风场的特性对其有着不可忽视的影响，在进行健康监测技术实施的时候，一定要注意对风向、风速的观察，杂分析出风场的特征，总结出是否对桥梁的结构产生了影响。

（2）还要对桥梁周围的温度进行检测，桥梁周围的温度情况的有关数据一定会是计算桥梁健康状况的原始数据之一，对其的准确性的考量一定要认真的执行。

（3）桥梁上通过的车辆的信息也会对桥梁的健康状况产生影响，在进行详细的健康检查的阶段，掌握来往车辆的重量、数量以及车速等信息，对于计算桥梁目前的承载力有很大的帮助。另外，造成桥梁表面出现损伤情况的也是车辆的来往，所以在进行现场的检测的时候，也可以对出现损坏的原因做进一步的探究。

3 总 结

伴随着现代桥梁建设技术的发展，桥梁在我国的地势条件下的应用也是很常见，所以对于其的发展与安全状况有所关注也是十分常见，调高对其日常的维修与保养，有助于提高其在我国建筑业的地位，提高其经济效益也很有益处，这是边需要结构健康检测技术，增强对于桥梁日常的使用状况的关心，经过严格的健康状况检验，对于其出现的问题可以做到及时的改善与解决。

参考文献

[1]谢强.《土木工程结构健康检测的研究状况与进展》.中国科学基金，2001.

[2]杨兴国.《桥梁健康监测系统的发展与趋势》.工程力学，1996.