Page 144 - 公路桥梁养护与管理

Maintenance and Management of Highway Bridges
公路桥梁养护与管理

第三节 桥梁智能健康监测技术与应用现状

桥梁工程长期暴露在野外环境中，工作环境恶劣，不仅受到环境灾害的威胁，
还受到交通车辆的重复荷载以及风雪、温度的活荷载作用，在服役期间极易产生
疲劳损伤和环境腐蚀，使桥梁结构在运营期间的工作性能下降，老化和退化现象
明显，直接影响结构的运营质量、结构安全和使用寿命。由于桥梁结构遭受的损
伤和侵蚀具有显著的空间变异性和时变性，导致结构的损伤和破坏追踪困难，给

桥梁结构的健康状态的评估带来新的挑战，获取桥梁结构真实受力、变形、环境
信息等参数成为重要难点之一。近 20 年来，我国修建了大量的桥梁工程项目，
其中有许多大跨度、重荷载的连续梁桥、钢拱桥、斜拉桥和悬索桥等，桥梁的建

设位置甚至位于艰险的高山峡谷和跨江跨海区域，采用传统的人工监测或者被动
健康监测技术已不现实，发展智能化、远程无线化的监测技术成为目前重要的研
究方向，随之而来的桥梁智能健康监测的硬件和软件系统的发展，基于信息化和
智能化的计算机技术、网络技术、信息处理技术、传感器技术，能够实现桥梁结
构监测的自动、连续和实时探测、反馈、诊断、建议和输出。

一、桥梁健康监测的提出与发展

（一）传统桥梁结构健康监测的发展历程

早在 20 世纪 50 年代，相关桥梁工程的专家提出发展桥梁健康监测的建议，
在一定程度上推动了桥梁健康监测的发展。但限于当时的科技水平，传统的监测
技术存在着以下缺点与不足：对监测结构整体研究分析不够全面，需大量监测点
监测结构状态以实现对整体结构的把控；检测精度偏低，精度对检测人员主观意
识和操作熟练度有相当高要求；检测难度大，部分桥梁关键部位或受力的关键点，

检测人员难以靠近；监测仪器需要大量导线连接，对施工或桥梁服役期间造成不
便；当发生特大暴雨或台风等恶劣气候环境条件下，人工检测必须终止，导致数
据采集中断，数据缺失无法及时对桥梁实时安全状况进行评估。实际上，结构在

恶劣环境下的工作性能是健康监测的关键监测时段之一；当对桥梁进行荷载试验
时，大型检测仪器的运行过程中影响正常的车辆通行，还会对桥梁造成损伤。基
于以上原因，结构健康监测遇到发展瓶颈。

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