橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測現(xiàn)狀及意義,20世紀(jì)60年代以來,由于發(fā)達國家橋梁嚴(yán)重退化,安全事故不斷發(fā)生和事故后果的嚴(yán)重性,工程技術(shù)人員對橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測展開了積極的探索。一方面是橋梁管理系統(tǒng)的研究,美國、英國、日本、加拿大和德國等一些發(fā)達國家最先開發(fā)了基于計算機的橋梁管理系統(tǒng),美國從20世紀(jì)60年代起就開始使用橋梁管理系統(tǒng),建成了大量的數(shù)據(jù)庫,以便對橋梁進行科學(xué)管理。另一方面是監(jiān)測系統(tǒng)的研究,到90+年代國內(nèi)外許多大型橋梁安裝了健康監(jiān)測系統(tǒng),如日本的明石海峽大橋、丹麥的Great Belt和中國的江陰橋等。
中國香港的青馬大橋、汀九橋和汲水門橋三座橋梁同時安裝了風(fēng)與結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)WASHMS(Wind And Structural HealthMonitoring System),為便于集中管理,相關(guān)部門建立了一個整體監(jiān)控中心,三座橋梁共用一套整體的數(shù)據(jù)處理與控制系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)健康評價系統(tǒng),三座橋梁的數(shù)據(jù)采集與傳輸作業(yè)的控制在監(jiān)控中心統(tǒng)一進行,其各自的采集數(shù)據(jù)也在監(jiān)控中心進行統(tǒng)一的數(shù)據(jù)處理和結(jié)構(gòu)分析。昂船洲橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)(SCB-WASHMS)也設(shè)計了專用的數(shù)據(jù)傳輸線路,將實時監(jiān)測數(shù)據(jù)傳送到青馬控制區(qū)上述三個監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)控中心。
近年來,我國的一些大型橋梁也設(shè)計安裝了結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng),如廣東虎門大橋、重慶大佛寺橋、??谑兰o(jì)大橋、南京三橋、江陰大橋和潤揚長江大橋,以及蘇通長江大橋結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)等。與國外相比,我國的這些橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)在工程規(guī)模、實施水平和系統(tǒng)功能的完善上存在著不小的差距,具體表現(xiàn)在以下四個方面:
第一、這些所安裝的監(jiān)測系統(tǒng)不是按結(jié)構(gòu)損傷識別的功能要求來設(shè)計的,對其關(guān)鍵內(nèi)容,如傳感器的布置、阻尼及非經(jīng)典阻尼的測量、模態(tài)精度與損傷識別能力間的關(guān)系、采樣率、結(jié)構(gòu)的剩余承載力評定等基本上沒有考慮,因而基本上沒有進行結(jié)構(gòu)損傷識別的能力。這些監(jiān)測系統(tǒng)所采集的數(shù)據(jù)主要是各種荷載參數(shù),雖然也量測了少量結(jié)構(gòu)動靜態(tài)應(yīng)力和變形,但不符合損傷識別的要求。
第二、到目前為止,雖然已經(jīng)建成了一些監(jiān)測系統(tǒng),但尚未見到國內(nèi)公開發(fā)表的實際橋梁安全監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)和對數(shù)據(jù)的分析結(jié)果,更未見到這些分析結(jié)果對結(jié)構(gòu)設(shè)計的改進作用。
第三、橋梁監(jiān)測系統(tǒng)要求所有的傳感器在數(shù)據(jù)采集上具有嚴(yán)格的時間同步,這樣監(jiān)測的數(shù)據(jù)才有分析比較的價值,而目前國內(nèi)很多系統(tǒng)還沒達到這種最基本的要求。
第四、大多數(shù)橋梁監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計都是根據(jù)橋梁竣工驗收試驗的內(nèi)容設(shè)計的,基本沒有原始的動力指紋測試內(nèi)容。而沒有原始的動力指紋測試就談不上真正意義上的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測。
橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的主要作用包括:
①、計驗證,確保橋梁安全;
②、時發(fā)現(xiàn)橋梁損傷;
③、橋梁維護管理提供技術(shù)依據(jù);
④、助橋梁日常交通管理。