Page 184 - 公路桥梁养护与管理

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

分布的监测，特别是为了评价桥道系钢梁的疲劳损伤和剩余疲劳寿命，在桥道系
的右中跨横截面、近中塔的横截面、两端的摇轴支座上分别设置了共 88 个动态
应变传感器；共有 3 个数据采集站设置于该桥梁结构上。该健康监测系统的数据

处理和分析系统以及健康评估系统则设立在大桥附件的大桥管理中心大楼。该系
统所收集的数据包括通过各传感器所获得的原始数据和经过预处理的推导数据，
在进行数据的二次处理和后处理时，可根据不同的需要确定数据分析是应该从原
始数据出发还是从经过预处理的数据出发。而该健康监测系统的二次数据处理、

高级数据处理和结构健康评估都是离线工作。

三、大跨桥梁结构健康监测理论发展

大型桥梁结构现场监测用仪器及监测系统的组成是国内外桥梁健康监测系统

研究的热点。由于大型桥梁结构工作所处的环境一般都比较恶劣，容易遭受大风、
地震、大雨、及日晒等恶劣环境因素的侵袭，所以现场监测系统的组成及仪器，
应该能够适应桥梁健康监测环境的要求和考验。大型桥梁结构的受力状态以及所
处的外部环境均较复杂，要求健康监测系统的传感器能够较全面地获取桥梁结构

的环境荷载、局部性态、整体性态等信息。桥梁结构健康监测系统的应用经验证明，
现阶段的大部分传感器都存在着磨损、疲劳问题，即安装使用几年或者一段时间
后，收集的信号数据就显示出由于传感器的磨损而产生的影响。还有就是各类传
感器的使用寿命几乎都不可能与桥梁结构的服役寿命相同，所以存在桥梁结构服

役期间多次更换传感器的可能，有些传感器是桥梁结构在建造的过程中就埋设的，
其更换工作是很难以实现的。所以现阶段传感器的继续研究是有很大必要的。
对于健康监测系统中的数据处理和分析技术，也一直伴随着传感器的发展。
信号分析和处理的方法很多，其中以傅立叶变换最为经典，它将信号从时域变换

到频域，将原始信号分解为一组正交三角函数的加权组合。后来又陆续出现了短
时傅立叶变换（STFT）和 Wigner-Vill 变换、小波分析、Hilbert-Huang 变换（HHT）
和数据挖掘理论的信号分析和处理方法。正由于各种信号处理和分析技术都有各
自的局限性和适用范围，才导致了新的信号处理和分析方法和技术的不断出现，

也推动着数据处理和分析方法和技术的不断发展。
二十多年来，桥梁健康监测理论的研究主要集中于桥梁结构整体性评估和损
伤识别。由于基于振动信息的整体性评估技术在航天、机械等领域内的深入研究

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