大型橋梁工程結(jié)構(gòu)健康的檢測技術(shù)研究與使用

摘 要：目前橋梁工程已在建筑業(yè)中發(fā)揮著越來越重要的作用，并已經(jīng)取得了很大的成就，其發(fā)展趨勢也更加的受到關(guān)注，所以對于橋梁的安全性以及耐用性的關(guān)注也愈發(fā)的多，所以本文對于大型橋梁工程的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)進行了探究。

關(guān)鍵詞：橋梁工程；健康結(jié)構(gòu)；檢測技術(shù)；研究

1 大型橋梁工程健康監(jiān)測技術(shù)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(yè)內(nèi)占據(jù)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(shè)的過程中花費了十分多的人力與物力資源，可謂建設(shè)使用的成本很高，所以為了延長其使用的壽命，并在此基礎(chǔ)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(chuàng)造更多的價值，這就需要本文重點闡述的大型橋梁工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)在日常對于橋梁工程的維修與保養(yǎng)中。

大型橋梁結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測主要是收集與橋梁建設(shè)有關(guān)的一些參數(shù)，對于這些數(shù)據(jù)進行分析，得出與橋梁使用有關(guān)的當(dāng)下的狀況，倘若橋梁的使用出現(xiàn)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(jiān)測中收集到的一些數(shù)據(jù)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(guān)特征。

在橋梁結(jié)構(gòu)健康的監(jiān)測技術(shù)中，多數(shù)是使用技術(shù)設(shè)備進行數(shù)據(jù)收集的，其中利用測試的元件、測試使用的系統(tǒng)以及一些儀器設(shè)備實時的對橋梁的使用現(xiàn)場進行監(jiān)控，使用該技術(shù)可以做到在現(xiàn)場進行數(shù)據(jù)的收集，并可以將控制中心的指令遠(yuǎn)程的傳遞到橋梁的使用現(xiàn)場，還能夠做到對數(shù)據(jù)進行儲存與應(yīng)急處理，對于橋梁結(jié)構(gòu)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(tài)荷載能力和結(jié)構(gòu)的可靠性作出評估，使得有關(guān)大型橋梁的一些決策在決定的時候減少了一些風(fēng)險性，提高了準(zhǔn)確性。

由于橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)在使用的時候涉及了很多的科學(xué)領(lǐng)域，例如現(xiàn)代化的檢測技術(shù)的使用、計算機技術(shù)的分析、通訊設(shè)備的傳遞、信號分析技術(shù)等等，這些技術(shù)都是處于當(dāng)代科學(xué)研究的前沿，可見其反應(yīng)的數(shù)據(jù)是值得信賴的，目前一些自動化技術(shù)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(shù)在判斷大型橋梁的健康狀況的時候所做出的結(jié)論更加的快捷、準(zhǔn)確，也在一定程度上減少了認(rèn)為檢驗帶來的失誤，提高了準(zhǔn)確性。

2 橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)的組成部分

整體來講，大型的橋梁工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)的組成是由傳感器系統(tǒng)、信號采集處理系統(tǒng)以及安全評估系統(tǒng)組成的，這些系統(tǒng)在技術(shù)執(zhí)行的時候分工明確，每一個系統(tǒng)都有其專門的檢查領(lǐng)域，使得所得到的數(shù)據(jù)更加的至關(guān)，理解起來也更加的便捷，此外，這些系統(tǒng)在設(shè)計的時候?qū)τ跇蛄旱陌踩珯z查放在了第一位，與健康檢測技術(shù)的使用目標(biāo)是相一致的，在設(shè)計的時候還將系統(tǒng)的準(zhǔn)確性以及經(jīng)濟性聯(lián)系在一起，對每一個部分的成本進行嚴(yán)格的控制，對于現(xiàn)場的傳感器設(shè)置也更加的謹(jǐn)慎以避免花銷的增加，在進行數(shù)據(jù)分析的時候，做到的是不單單的將系統(tǒng)反應(yīng)的數(shù)據(jù)作為主要的依據(jù)，而是要結(jié)合仿真的計算以及以往的施工經(jīng)驗進行分析，避免期間任意一個系統(tǒng)出現(xiàn)問題都將導(dǎo)致分析的結(jié)果不準(zhǔn)確。

2.1 健康結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)的傳感器系統(tǒng)的組建

目前國家對于傳感器的研究也是相當(dāng)?shù)闹匾?，所以出現(xiàn)了種類各異的傳感器的設(shè)備，其可靠性以及精確性都各不相同，所以在橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)中選用什么樣的傳感器就成為了一項問題。

在選擇橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)中使用的傳感器的時候，注意結(jié)合橋梁的結(jié)構(gòu)類型、工作的環(huán)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(jié)構(gòu)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(jiān)測技術(shù)的運轉(zhuǎn)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(gòu)建傳感器系統(tǒng)的時候也要注意傳感器的使用壽命以及面對惡劣環(huán)境的適應(yīng)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(tǒng)的組建

信號采集與處理系統(tǒng)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?shù)墓ぷ?。由于大型的橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)在工作的時候工作的時間長，收集的數(shù)據(jù)多并且種類各異，包含了物理數(shù)據(jù)以及一些并不直觀的數(shù)據(jù)資料，面對著這樣的數(shù)據(jù)時，最主要的還是要對其進行預(yù)處理的工作，將采集到的數(shù)據(jù)進行簡單地分析，對第一手的資料進行分解、變換、進行參數(shù)計算等等，制作出簡單的健康報告，以便于進一步的分析，當(dāng)簡單地將結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)中的數(shù)據(jù)進行分析之后，接下來的工作就是要將這些數(shù)據(jù)向更加科學(xué)的系統(tǒng)內(nèi)進行傳輸，以便獲得更加詳細(xì)準(zhǔn)確的健康監(jiān)測的報告。

2.3 安全評價系統(tǒng)的組建

安全評價系統(tǒng)主要是將信息收集系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)進行更加深入的分析，爭取得到包含更多信息量、更加科學(xué)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(guān)橋梁的振幅、自振頻率、振型以及應(yīng)力等特征性很強的橋梁參數(shù)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(zhǔn)確的估算出橋梁結(jié)構(gòu)在時間的推移下功能是否產(chǎn)生了退化的情況。在對數(shù)據(jù)進行了科學(xué)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(jié)果、精密計算的數(shù)據(jù)以及現(xiàn)場的檢查結(jié)果等等，在找尋出其中的關(guān)聯(lián)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(huán)境的檢測

（1）由于橋梁結(jié)構(gòu)的特殊性，風(fēng)場的特性對其有著不可忽視的影響，在進行健康監(jiān)測技術(shù)實施的時候，一定要注意對風(fēng)向、風(fēng)速的觀察，雜分析出風(fēng)場的特征，總結(jié)出是否對橋梁的結(jié)構(gòu)產(chǎn)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(guān)數(shù)據(jù)一定會是計算橋梁健康狀況的原始數(shù)據(jù)之一，對其的準(zhǔn)確性的考量一定要認(rèn)真的執(zhí)行。

（3）橋梁上通過的車輛的信息也會對橋梁的健康狀況產(chǎn)生影響，在進行詳細(xì)的健康檢查的階段，掌握來往車輛的重量、數(shù)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(xiàn)損傷情況的也是車輛的來往，所以在進行現(xiàn)場的檢測的時候，也可以對出現(xiàn)損壞的原因做進一步的探究。

3 總 結(jié)

伴隨著現(xiàn)代橋梁建設(shè)技術(shù)的發(fā)展，橋梁在我國的地勢條件下的應(yīng)用也是很常見，所以對于其的發(fā)展與安全狀況有所關(guān)注也是十分常見，調(diào)高對其日常的維修與保養(yǎng)，有助于提高其在我國建筑業(yè)的地位，提高其經(jīng)濟效益也很有益處，這是邊需要結(jié)構(gòu)健康檢測技術(shù)，增強對于橋梁日常的使用狀況的關(guān)心，經(jīng)過嚴(yán)格的健康狀況檢驗，對于其出現(xiàn)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(jié)構(gòu)健康檢測的研究狀況與進展》.中國科學(xué)基金，2001.

[2]楊興國.《橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展與趨勢》.工程力學(xué)，1996.