大型橋梁工程結構健康的檢測技術研究與使用

摘 要：目前橋梁工程已在建筑業中發揮著越來越重要的作用，并已經取得了很大的成就，其發展趨勢也更加的受到關注，所以對于橋梁的安全性以及耐用性的關注也愈發的多，所以本文對于大型橋梁工程的結構健康監測技術進行了探究。

關鍵詞：橋梁工程；健康結構；檢測技術；研究

1 大型橋梁工程健康監測技術的幾個基本概要

對于大型橋梁工程在日常的交通運輸行業內占據的地位是不可忽視的，其在社會大眾心目中的形象也是異常堅實的，并且由于大型的橋梁在建設的過程中花費了十分多的人力與物力資源，可謂建設使用的成本很高，所以為了延長其使用的壽命，并在此基礎上保障使用人群的安群，委實需要投入一定的研究成本在其中，以期可以在大型的橋梁工程中創造更多的價值，這就需要本文重點闡述的大型橋梁工程結構健康監測技術在日常對于橋梁工程的維修與保養中。

大型橋梁結構的健康監測主要是收集與橋梁建設有關的一些參數，對于這些數據進行分析，得出與橋梁使用有關的當下的狀況，倘若橋梁的使用出現了大型的變化，積極的采取一些解決辦法，還可以將橋梁的損失減少到最低。其中健康監測中收集到的一些數據包括了橋梁周圍的溫度狀況、橋面的承載能力、位移以及動力的一些有關特征。

在橋梁結構健康的監測技術中，多數是使用技術設備進行數據收集的，其中利用測試的元件、測試使用的系統以及一些儀器設備實時的對橋梁的使用現場進行監控，使用該技術可以做到在現場進行數據的收集，并可以將控制中心的指令遠程的傳遞到橋梁的使用現場，還能夠做到對數據進行儲存與應急處理，對于橋梁結構的變化比較敏感，及時的將變化的狀況反映出來，對于橋梁目前的安全境況以及承受力和動態荷載能力和結構的可靠性作出評估，使得有關大型橋梁的一些決策在決定的時候減少了一些風險性，提高了準確性。

由于橋梁結構健康監測技術在使用的時候涉及了很多的科學領域，例如現代化的檢測技術的使用、計算機技術的分析、通訊設備的傳遞、信號分析技術等等，這些技術都是處于當代科學研究的前沿，可見其反應的數據是值得信賴的，目前一些自動化技術的進一步使用以及一些更為靈敏的傳感器在其中的使用使得橋梁檢測技術在判斷大型橋梁的健康狀況的時候所做出的結論更加的快捷、準確，也在一定程度上減少了認為檢驗帶來的失誤，提高了準確性。

2 橋梁結構健康監測技術的組成部分

整體來講，大型的橋梁工程結構健康監測技術的組成是由傳感器系統、信號采集處理系統以及安全評估系統組成的，這些系統在技術執行的時候分工明確，每一個系統都有其專門的檢查領域，使得所得到的數據更加的至關，理解起來也更加的便捷，此外，這些系統在設計的時候將對于橋梁的安全檢查放在了第一位，與健康檢測技術的使用目標是相一致的，在設計的時候還將系統的準確性以及經濟性聯系在一起，對每一個部分的成本進行嚴格的控制，對于現場的傳感器設置也更加的謹慎以避免花銷的增加，在進行數據分析的時候，做到的是不單單的將系統反應的數據作為主要的依據，而是要結合仿真的計算以及以往的施工經驗進行分析，避免期間任意一個系統出現問題都將導致分析的結果不準確。

2.1 健康結構檢測技術的傳感器系統的組建

目前國家對于傳感器的研究也是相當的重視，所以出現了種類各異的傳感器的設備，其可靠性以及精確性都各不相同，所以在橋梁結構健康監測技術中選用什么樣的傳感器就成為了一項問題。

在選擇橋梁結構健康監測技術中使用的傳感器的時候，注意結合橋梁的結構類型、工作的環境以及在橋梁上可能遇見的被破壞的形式等狀況，還要考慮到傳感器的尺寸大小，避免放置在橋梁的某一位置上影響其正常的運作使用，傳奇器的安裝方式也要受到橋梁結構的影響，選擇時也要注意這方面問題的考慮。

此外，由于橋梁工程的使用時間很長，健康監測技術的運轉周期也就必需滿足長期工作的需要，這時傳感器的工作性能也就會受到諸如人為因素以及自然因素的印象，所以在構建傳感器系統的時候也要注意傳感器的使用壽命以及面對惡劣環境的適應能力，保障其不會受到外界因素的干擾而打亂了在橋梁的檢測工作。

2.2 信號采集與處理系統的組建

信號采集與處理系統的主要工作就是對收集而來的信號進行記錄、必要時進行量化與傳輸的工作。由于大型的橋梁結構健康監測技術在工作的時候工作的時間長，收集的數據多并且種類各異，包含了物理數據以及一些并不直觀的數據資料，面對著這樣的數據時，最主要的還是要對其進行預處理的工作，將采集到的數據進行簡單地分析，對第一手的資料進行分解、變換、進行參數計算等等，制作出簡單的健康報告，以便于進一步的分析，當簡單地將結構健康監測技術中的數據進行分析之后，接下來的工作就是要將這些數據向更加科學的系統內進行傳輸，以便獲得更加詳細準確的健康監測的報告。

2.3 安全評價系統的組建

安全評價系統主要是將信息收集系統內的數據進行更加深入的分析，爭取得到包含更多信息量、更加科學的、更為客觀的健康安全報告，對于橋梁目前的耐久性、正常性以及功能是否正常進行一次完全的分析評價。這一過程需要對得到的有關橋梁的振幅、自振頻率、振型以及應力等特征性很強的橋梁參數進行分析，并加上人工的對于橋梁表面的損傷狀況進行檢查，可以較為準確的估算出橋梁結構在時間的推移下功能是否產生了退化的情況。在對數據進行了科學的分析之后，必不可少的工作就是要制作出健康檢查報告，在制作報告的時候，一定要注意加上大量的實驗測試結果、精密計算的數據以及現場的檢查結果等等，在找尋出其中的關聯后才可以使得健康檢查報告更具有可靠性。

2.4 對于橋梁工作的環境的檢測

（1）由于橋梁結構的特殊性，風場的特性對其有著不可忽視的影響，在進行健康監測技術實施的時候，一定要注意對風向、風速的觀察，雜分析出風場的特征，總結出是否對橋梁的結構產生了影響。

（2）還要對橋梁周圍的溫度進行檢測，橋梁周圍的溫度情況的有關數據一定會是計算橋梁健康狀況的原始數據之一，對其的準確性的考量一定要認真的執行。

（3）橋梁上通過的車輛的信息也會對橋梁的健康狀況產生影響，在進行詳細的健康檢查的階段，掌握來往車輛的重量、數量以及車速等信息，對于計算橋梁目前的承載力有很大的幫助。另外，造成橋梁表面出現損傷情況的也是車輛的來往，所以在進行現場的檢測的時候，也可以對出現損壞的原因做進一步的探究。

3 總 結

伴隨著現代橋梁建設技術的發展，橋梁在我國的地勢條件下的應用也是很常見，所以對于其的發展與安全狀況有所關注也是十分常見，調高對其日常的維修與保養，有助于提高其在我國建筑業的地位，提高其經濟效益也很有益處，這是邊需要結構健康檢測技術，增強對于橋梁日常的使用狀況的關心，經過嚴格的健康狀況檢驗，對于其出現的問題可以做到及時的改善與解決。

參考文獻

[1]謝強.《土木工程結構健康檢測的研究狀況與進展》.中國科學基金，2001.

[2]楊興國.《橋梁健康監測系統的發展與趨勢》.工程力學，1996.