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桥梁结构的健康监测
桥梁结构的健康监测
摘要：讨论了工程结构(特别是大跨桥)健康监测系统的背景、特点、核心技术、所涉及的多学科研究进展及发展前景,指出其主要目的是监测累积损伤.桥梁的自动交通管理设施和验收试验为桥梁健康监测系统打下了基础.世界上许多新建的大跨桥都安装有监测系统.目前的健康监测系统尚不具备损伤识别能力,而真正的`健康监测系统必须具备自动识别损伤的能力.自动识别损伤是结构健康监测系统的核心技术之一,也是当代国际的研究热点.结构健康监测系统涉及许多不同的研究领域(如结构、计算机、通讯等),需要解决多方面的问题(如寻找传感器最优测点、先进的模态识别方法、先进的系统识别方法、误差分析等). 作者：秦权 Author： QIN Quan 作者单位：清华大学士木系,北京,100084 期刊：中国公路学报ISTICEIPKU Journal：CHINA JOURNAL OF HIGHWAY AND TRANSPORT 年，卷(期)：2000, 13(2) 分类号：U446.2 关键词：模态识别系统识别损伤识别桥梁健康监测机标分类号： TP3 U44 机标关键词：桥梁健康监测系统自动识别累积损伤工程结构系统识别方法模态识别方法交通管理设施大跨桥多学科研究最优测点验收试验研究领域误差分析识别能力技术计算机传感器通讯基础基金项目：国家攀登计划。
大桥桥梁结构健康监测-V1一、介绍大桥桥梁结构健康监测大桥桥梁结构健康监测是指通过监测和分析大桥桥梁结构的各项参数和指标，判断其运行状态和安全性，从而及时发现问题和隐患，进行维护和修缮，保障其长期稳定和安全运行。
二、大桥桥梁结构健康监测的重要性1. 预防事故发生：大桥桥梁的结构如果发生问题，可能会给行驶在上面的车辆和行人带来危害，结构健康监测可以在出现问题前及时发现并预警。
2. 节省经费：结构健康监测可以使得桥梁维护人员及时发现并修复小的问题，这样可以避免小问题变成大问题，从而减少修复费用和大型维护工程的频率。
3. 延长使用寿命：经常性的结构健康监测，可以让桥梁维护人员有机会及早发现和修复小问题，这样可以延长桥梁的使用寿命，使得桥梁发挥更好的经济和社会效益。
4. 保障公众安全：大桥桥梁作为公共基础设施的一部分，结构健康监测可以保障公众的生命财产安全，让人们安心行驶在桥上。
三、大桥桥梁结构健康监测的方法1. 传统监测方法：传统的桥梁监测方法主要包括物理测量法、试验加载法等。
通过在桥上安装传感器测量桥梁变形、振动、温度以及载荷状况等，从而判断桥梁结构的安全性能。
2. 无损检测：无损检测不需要改变桥梁结构的原始状态，不会影响桥梁的正常使用，主要检测方法有超声波、红外热像法等。
3. 计算机模拟：通过桥梁三维模型，可以对桥梁的载荷、变形等参数进行仿真计算，从而判断桥梁的安全性能。
四、大桥桥梁结构健康监测的意义1. 确保桥梁的安全稳定运行，对保护公众安全具有重大意义。
2. 提高桥梁的维护和修缮效率，降低维护成本。
3. 保护重大投资和公共财产，促进基础设施可持续性发展。
4. 促进桥梁结构研究和应用的开发，增强城市管理和维护水平。
五、结论大桥桥梁结构健康监测是一项重要的基础设施维护工作，能够保护公共安全和投资，提高城市管理水平，同时也是桥梁研究和应用的重要领域。
随着科技的不断发展，结构健康监测将越来越精确、高效、智能化，为城市发展和民生改善提供更好、更便捷的保障。
桥梁结构健康监测方案与实施桥梁是连接两个地点的重要交通工具，其结构健康对于交通安全至关重要。
为了确保桥梁的稳定性和安全性，采用桥梁结构健康监测方案是必要的。
本文旨在探讨桥梁结构监测的重要性，以及如何实施这一方案。
第一部分：桥梁结构监测的意义桥梁作为一种重要的基础设施，承受着日常交通负荷、温度变化和自然灾害的压力。
因此，及早发现潜在的结构问题非常重要，以避免可能导致事故和人员伤亡的情况发生。
1.1 预防安全事故通过桥梁结构健康监测，可以及时发现潜在的结构问题，预测结构的可靠性和安全性，并采取必要的维修措施。
这样可以预防潜在的安全事故，保护过往车辆和行人的安全。
1.2 增加桥梁使用寿命定期监测桥梁结构，对于及时发现结构的疲劳和腐蚀问题非常重要。
修复早期损坏可以防止问题进一步扩大，从而延长桥梁的使用寿命，减少维修和更换成本。
1.3 优化维护计划桥梁结构健康监测还有助于优化维护计划。
根据监测数据和结构状况评估结果，可以制定合理的维护方案，提高维护效率和成本效益。
这有助于及时维修和预防潜在的问题。
第二部分：桥梁结构健康监测方案2.1 传感器安装桥梁结构监测方案的第一步是安装传感器。
传感器可以监测桥梁的振动、应变、位移等参数。
对于大型桥梁，应安装足够数量的传感器以覆盖整个结构。
传感器可以直接安装在桥梁结构上，也可以通过无线方式进行监测。
2.2 数据采集和存储传感器采集到的数据需要及时采集和存储。
采用现代化的数据采集系统，可以自动记录数据，并将其传输至中央数据库进行存储和分析。
这样可以实时监测桥梁结构的状态，并进行数据比对和分析。
2.3 结构评估和预测通过采集的数据，可以对桥梁结构进行评估和预测。
结构评估可以包括使用各种分析方法进行结构强度分析、疲劳分析和损伤诊断。
预测模型可以利用历史数据和结构参数进行结构寿命预测和性能评估。
2.4 报警系统和维修措施桥梁结构监测方案应包括报警系统和维修措施。
当监测数据发现结构存在异常时，报警系统会自动发出警报，以便及时采取措施。
大桥桥梁结构健康监测 (一)随着我国大型桥梁的建设越来越多，如何保障桥梁的安全运营已成为一个重要话题。
因此，大桥桥梁结构健康监测成为一项必要的工作，亦是提高大桥桥梁结构安全的有效措施之一。
本文将会从以下几个方面来探讨大桥桥梁结构健康监测的意义、内容、技术和应用现状。
一、意义大桥桥梁是国家的重点基础设施，且往往承担着各式各样的交通、供水、通信等重要任务。
一旦发生故障或倒塌，就会对社会造成巨大的损失。
因此，加强大桥桥梁健康监测有以下几个意义：1.优化维护成本：精细的桥梁健康监测能更准确地识别潜在的危险因素和破坏源，并且可以在最短时间内采取必要的维护措施，有效降低维护成本。
2.提高运营安全性：通过监测，可以及时了解桥梁健康状况，实时掌握变化，预测潜在风险并采取相应的措施，最大限度地保证大桥桥梁的安全运营。
3.提高社会稳定性：大桥桥梁是连接城乡、加强交通运输等重要的基础设施，一旦发生巨大事故将会对社会带来极大的影响，加强健康监测就可以保证建筑物的长时间稳定运行，从而提高社会的稳定性。
二、内容大桥桥梁健康监测主要包含以下内容：1.静态监测：密切监测大桥桥梁变形、裂缝、渗漏和基础沉降等基本状态的变化。
2.动态监测：对大桥桥梁在运行过程中的振动、声波、加速度等参数进行监测；同时也要针对车辆张力、荷载等实时变化的动态参数进行监测。
3.环境监测：对大桥桥梁周边突发性的气象、水文、地质等不确定因素进行监测，提前预测自然灾害的可能性，并及时采取正确的措施。
三、技术技术方面的主流包括了高精度测量仪器、传感器等硬件设备和高端的信息技术软件系统，比如自适应控制系统和人工智能等。
最新应用的一种技术叫做“结构健康监测云平台”，可以实时收集和处理监测数据，对系统的初步数据处理结果进行数据挖掘和分析，最终可以产生清晰、简明的报告，反馈大桥桥梁的健康状况。
四、应用现状结构健康监测已被广泛应用于包括长江大桥在内的多项大型桥梁、隧道和高速公路等项目中。
公路桥梁健康监测关键技术研究摘要：桥梁是公路基础设施建设的重要组成部分，桥梁健康监测是复杂的系统性工程。
目前公路桥梁以人工巡检方式为主，普遍存在危病、老旧和低荷载桥梁多等问题，部分桥梁处于超负荷、老化和腐蚀等状态。
在自然灾害叠加影响下，桥梁易损性将愈来愈大，桥梁未老先衰等中长期风险交织叠加，存在复杂周期性问题。
本文主要分析公路桥梁健康监测关键技术。
关键词：公路；桥梁；路基施工引言在实际工程应用中，桥梁健康监测系统终端布设困难，需要根据具体不同的桥型及桥位环境进行设置，导致公路特大桥、大桥普及率比较低，其他一般性桥梁基本未覆盖。
另外，传统的桥梁健康监测终端采集方式、传输方式相对比较落后，数据采集多基于电缆进行传输，传输策略耗费时间且安装费用昂贵，同时存在一个单点桥梁监测采用上百个传感器的情况，其数据量庞大，导致桥梁健康监测系统往往难以获得理想的监测结果，对突发事件的反应不及时，给交通安全带来了不小的威胁。
1、公路桥梁健康监测内容公路桥梁健康监测是指对公路桥梁结构的状况和性能进行实时、持续的监测和评估，以及预测桥梁未来行为和进行必要维护。
监测桥梁的结构安全性能，包括桥墩、桥台、桥面板等各个部位的变形、裂缝、挠度和应力等。
通过传感器的布设，可以实时监测桥梁的动态响应和变形情况，判断其结构是否存在安全隐患。
监测桥梁受到的荷载情况，包括车流量、车速、重量以及风荷载等。
通过采集和分析荷载数据，可以评估桥梁结构的荷载响应和承载能力，及时发现超载和超限情况。
监测桥梁所处的环境因素，包括温度、湿度、风速、风向等。
这些因素会对桥梁结构产生影响，通过环境监测可以了解桥梁的工作环境，判断其受环境因素影响的程度。
根据监测数据，进行桥梁健康评估和诊断，判断桥梁结构的状况和运行状态。
通过结构分析和评估方法，可以对桥梁的超载、疲劳、腐蚀等问题进行定量分析，提供保养和维护的依据。
根据监测数据和健康分析结果，及时对可能出现的问题进行预警，并制定相应的维护决策。
大跨径连续刚构桥梁健康的监测与评估于江波(阿勒泰公路总段北屯公路段，新疆阿勒泰836000)。
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”一?一’”“’44。
1‘5‰j 睛耍3本文针对大跨径连续刚构桥粱健康进行了一系列的分析，对健康监测系统监控方面，连续刚构桥抗震张最，桥基准选取，评估方强法做了针对性的讲解分析。
谚陕键滴】大跨径；连续刚懈；监蒯；评估．。
√势1桥梁健康监测系统的概念20世纪桥梁工程领域的成就不仅体现在预应力技术的发展和大跨度索支承桥梁的建造以及对超大跨度桥梁的探索，而且反映了人们对桥梁结构实施智能控制和智能监测的设想与努力。
近20年来桥梁抗风、抗震领域的研究成果以及新材料新工艺的开发推动了大跨度桥梁的发展，一些大跨度和超大跨度的桥梁相继建成，人们对这些大型重要桥梁安全性、耐久性与正常使用功能的日渐关注和重视，桥梁健康监测的研究与监测系统的开发应运而生。
桥梁健康监测的基本内涵即是通过对桥梁结构状态的监控与评估，为大桥在特殊气候、交通条件下或桥梁运营状况严重异常时触发预警信号，为桥梁维护、维修与管理决策提供依据和指导。
为此，健康监测系统—般对以下几个方面进行监控：1)桥梁结构在正常环境与交通条件下运营的物理与力学状态：2)桥梁重要非结构构件(如支座)和附属设施(如振动控制元件)的工作状态：3)结构构{牛_耐久性；4)大桥所处环境条件：5)大桥承载能力评畿2连续刚构桥抗震特点从近年来对不同的大跨连续刚构桥的动力特性所进行的分析来看，大跨度连续刚构桥的动力特性洧以下几个特点：首先，从振动模态上来看，大跨度连续刚构桥的振动模态主要以竖弯和纵飘为主，二者的区别在于边界条件及实际桥梁的墩梁刚度不同。
综合各研究成果，对于大跨径连续刚构桥来说，桥墩面内、面外以及主梁平面横摆振型频率明显低于其它振型频率，也就是说，这三种振动模态是最容易被激起的。
同时，我们从计算结果也可以发现，在前几阶重要振型中，均未出现扭转振型。
由于大跨径连续刚构桥上部结构大多采用箱梁结构形式，因此也可以证明连续刚构箱梁桥的抗扭刚度较大。
超⾼⼤跨度模板⽀架监测技术⽅案超⾼⼤跨度模板⽀架监测技术⽅案1、监测内容现场监测的内容包括模板搭设、钢筋绑扎、浇注混凝⼟等整个混凝⼟施⼯过程中⽀撑架的⽔平位移和⽀架竖向的沉降量。
2、⾼⽀搭设模允许偏差及预警值监测点的布置变形监测点主要有⽔平位移监测点和竖向沉降监测点，⼆者设为⼀点，监测点设在受荷截较⼤的⼤跨度梁跨中⽴杆的上部，距梁底模板1⽶，在监测点的部位焊接L型棱镜，做为变形观测点，在每个L形棱镜外⾯安装⼀个保护罩以防⽌浇注的⽔泥漏下来粘到棱镜上影响视线，为了提⾼质量完成监测⼯作。
根据现场的实际情况，在超⾼⼤跨度模板施⼯范围以外，埋设⼀个⼯作基准点和三个变形监测基准点，为保证观测成果准确性，尽可能做到四定：即固定⼈员观测和整理成果，固定使⽤的全站仪，固定的⽔准仪及固定的⽇期⽅法和路线进⾏观测。
（观测点布置见附图）沉降、位移监测点平⾯布置图3、监测时间混凝⼟浇注前观测⼆次，浇注时每隔30分钟观测⼀次，浇注完后前三天每天观测⼀次，第四天开始每三天观测⼀次，第⼗天开始每周观测⼀次，预计总观测时间为⼀个⽉。
4、超⾼⼤跨度模板模板⽀架重点监测措施本⼯程模板⽀撑架采⽤扣件式脚⼿架⽀撑体系，在搭设过程中必须随时监测。
本⽅案重点采取如下监测措施：1)、模板⽀架搭设前，由⼯长及安全员对所⽀撑的⼀层顶板进⾏检查，按规范底板混凝⼟强度达到施⼯强度时⽅可进⾏本模板⽀撑系统的施⼯，并要求待⾼⽀部分混凝⼟浇捣完毕后下层模板⽀撑⽅可拆除。
2)、模板⽀架搭设过程中，⼯长及安全员负责对⽀架搭设施⼯进⾏监测，确保⽀撑系统施⼯安全，检查、巡查重点要求如下：（1）、杆件的设置和连接、扫地杆、⽀撑、剪⼑撑等构件是否符合要求。
（2）、底板是否积⽔，底座是否松动，⽴杆是否符合要求。
（3）、连接扣件是否松动。
（4）、施⼯过程中是否有超载的现象。
（5）、脚⼿架架体和杆件是否有变形现象。
(6）、脚⼿架在承受六级⼤风或⼤暴⾬后必须进⾏全⾯检查。
3)、浇筑混凝⼟前必须检查⽀撑是否可靠、扣件是否松动。
公路桥梁结构健康监测技术在现代交通体系中，公路桥梁扮演着至关重要的角色，它们是连接各地、促进经济发展和人员往来的关键基础设施。
然而，随着时间的推移、交通流量的增长以及环境因素的影响，公路桥梁的结构可能会出现各种问题，从而影响其安全性和可靠性。
为了确保公路桥梁的长期稳定运行，保障人民生命财产安全，公路桥梁结构健康监测技术应运而生。
公路桥梁结构健康监测技术是一种通过对桥梁结构的各种参数进行实时监测和分析，以评估其健康状况和安全性的技术手段。
它就像是桥梁的“私人医生”，能够及时发现潜在的问题，并为桥梁的维护和管理提供科学依据。
这项技术通常涉及多个学科领域的知识，包括结构工程、传感器技术、信号处理、数据分析和计算机科学等。
监测系统一般由传感器网络、数据采集与传输系统、数据分析与处理系统以及评估与预警系统等部分组成。
传感器是监测系统的“触角”，它们能够感知桥梁结构的各种物理量，如应变、位移、加速度、温度、湿度等。
常见的传感器类型包括应变片、位移传感器、加速度传感器、光纤传感器等。
这些传感器被安装在桥梁的关键部位，如桥墩、桥台、主梁等，以获取最具代表性的数据。
数据采集与传输系统负责将传感器采集到的数据实时传输到数据中心。
在这个过程中，需要确保数据的准确性、完整性和及时性。
为了实现这一点，通常会采用有线或无线的通信方式，如以太网、蓝牙、Zigbee 等。
数据分析与处理系统是整个监测技术的“大脑”。
它对采集到的数据进行处理和分析，以提取有用的信息。
这包括去除噪声、数据滤波、特征提取、趋势分析等。
通过对这些数据的深入挖掘，可以了解桥梁结构的工作状态，发现异常情况，并评估其性能的变化趋势。
评估与预警系统则根据数据分析的结果，对桥梁的健康状况进行评估，并在发现异常情况时及时发出预警。
预警信息可以通过短信、邮件、声光报警等方式传达给相关人员，以便采取相应的措施，如限制交通、进行紧急维修等。
公路桥梁结构健康监测技术的应用具有多方面的重要意义。
桥梁结构健康监测系统技术设计及概算方案V3随着城市化进程的加快和交通需求的增大，大型桥梁的建设越来越多，桥梁的安全性和稳定性得到了广泛关注。
针对桥梁的健康状况监测变得越来越重要。
为此，“桥梁结构健康监测系统技术设计及概算方案V3”应运而生。
步骤一：方案概述“桥梁结构健康监测系统技术设计及概算方案V3”针对不同桥梁的不同结构特点，选择不同的监测方案，结合现代化的监测设备，可以实现桥梁结构的在线监测、状态诊断及预警。
同时，该方案还能为桥梁维护、改造和评估提供科学的数据和技术支持，确保桥梁安全、稳定和寿命的延长。
步骤二：监测设备“桥梁结构健康监测系统技术设计及概算方案V3”重点关注桥面荷载、温度、风速等影响桥梁安全稳定的因素进行监测。
相应的监测设备包括位移传感器、应变传感器、加速度传感器、倾角传感器等。
通过这些设备收集到的数据，可以实时地对桥梁的不同部位，如支座、桥墩、跨中等进行监测，掌握桥梁的实时工作状态。
步骤三：数据分析“桥梁结构健康监测系统技术设计及概算方案V3”可以通过采集到的监测数据进行数据分析。
对于采集到的位移、应变、加速度等数据可以通过数学模型和数据统计方法进行分析，通过图形化的展示，实现对桥梁结构健康状态的诊断和预警。
步骤四：远程监测与管理“桥梁结构健康监测系统技术设计及概算方案V3”可以实现远程监测和管理。
采用高智能化监测系统，传感器数据采集设备和管理系统可以通过网络实时传输数据，可实现对桥梁结构健康状况的在线监测、数据分析和远程管理。
此外，建立数据的存储和管理系统,而且根据管理人员的需要，在线传输数据和图像，分析和判断运行状态和安全，使得整个监测系统具有高度的可靠性和实用性。
总之，通过“桥梁结构健康监测系统技术设计及概算方案V3”的应用可以实现桥梁结构长期在线监测、状态诊断和预警，这一方法将为桥梁的科学评估、设计、维护和管理提供支撑，使得大型桥梁的运营更加安全、稳定和长久。
一种桥梁结构健康监测系统，它涉及桥梁监测技术领域。它包含墩台，墩台顶端设有第一桥梁支座、第二桥梁支座，第一桥梁支座及第二桥梁支座顶端设有沿水平方向延伸的第一横梁、第二横梁，第一桥梁支座、第二桥梁支座侧壁上均开设有凹槽，凹槽内安装有温度传感器及湿度传感器，第一横梁与所述第二横梁之间设有位移传感器，墩台顶端一侧设有扰度传感器，第一横梁底端设有扰度测量点，湿度传感器、温度传感器、位移传感器及扰度传感器均与采集设备连接，采集设备通过通信模块与数据传输服务器连接，数据传输服务器与云端服务器通信连接，云端服务器与监控终端连接。它设计合理，实现了桥梁结构健康状况的实时监测，省时省力的同时提高了工作效率。
权利要求书1.一种桥梁结构健康监测系统，其特征在于：它包含设置在水平路基上的墩台，所述墩台的
顶端并排设置有第一桥梁支座、第二桥梁支座，所述第一桥梁支座及所述第二桥梁支座的顶端分别设置有沿水平方向延伸的第一横梁、第二横梁，所述第一桥梁支座、第二桥梁支座的侧壁上均开设有凹槽，所述凹槽内安装有温度传感器及湿度传感器，所述第一横梁与所述第二横梁之间设置有位移传感器，所述墩台顶端的一侧设置有扰度传感器，所述第一横梁的底端设置有扰度测量点，所述湿度传感器、所述温度传感器、所述位移传感器及所述扰度传感器均与采集设备连接，所述采集设备通过通信模块与数据传输服务器连接，所述数据传输服务器与云端服务器通信连接，所述云端服务器与监控终端通讯连接。
2.根据权利要求1所述的一种桥梁结构健康监测系统，其特征在于：所述墩台上设置有GPS定位模块，所述GPS定位模块与云端服务器通信连接。3.根据权利要求1所述的一种桥梁结构健康监测系统，其特征在于：所述第一横梁与所述第
二横梁之间设置有伸缩缝，所述位移传感器固定端安装在第一横梁上，位移传感器的测量端越过伸缩缝与第二横梁连接。
4.根据权利要求1所述的一种桥梁结构健康监测系统，其特征在于：所述第一桥梁支座的内
桥梁健康监测技术简析随着现代城市化建设的推进，大量的桥梁工程被兴建，这些桥梁长期承受着车流量、人流量等不同类型的荷载，加之气候变化、自然灾害等不可预测的因素影响，桥梁的出现损坏可能性必然会增加，因此对桥梁的健康监测技术也越来越重要，本文将对桥梁健康监测技术进行简要分析。
第一，桥梁健康监测的目的桥梁健康监测的目的是为了久长的维护桥梁的安全性和稳定性，保证大家的生命财产安全，同时该项技术可以帮助提高桥梁的使用寿命，以及采取及早有效的修复措施。
第二，桥梁健康监测技术分类1、传感技术传感技术是一种常用的桥梁健康监测技术，用于监测桥梁的材料强度、形变和温度等参数变化，包括纤维光学测量和应变计等技术。
2、形态识别技术在桥梁健康监测中，形态识别技术是一种与传感技术相辅相成的技术，主要用于桥梁外观及构件状态监测以及裂缝的识别。
常用的形态识别技术包括激光扫描、摄像、声音检测等技术。
3、无损检测技术无损检测技术是用于评估桥梁受外部因素影响的不可见细微缺陷，这些缺陷在实际操作中可导致桥梁的安全性受到威胁。
其常用技术手段包括超声波、X光射线、振动等技术。
4、结构健康监测技术结构健康监测技术是一种与其他技术相互作用的技术，能够更全面高效地进行桥梁健康监测，结合前面提到的传感技术、形态识别技术、无损检测技术，从而实时监测桥梁，并检测桥梁的结构受到的影响。
第三、桥梁健康监测技术案例1、美国孟菲斯官能铁路桥美国孟菲斯官能铁路桥是全球首座使用Wi-Fi进行结构健康监测的大桥，通过该项技术可长周期内进行不间断的桥梁健康状态监测，并对数据进行高效的处理及传输，使得桥梁运营和维护管理效率得到大幅提升。
2、新泽西州的大西洋城国际机场桥梁该桥梁使用无损检测技术，对桥梁的裂缝、锈蚀等情况进行及时识别，并在最短时间内采取措施，从而避免桥梁由于这些缺陷造成的安全隐患。
结语：总的来说桥梁健康监测技术的出现和发展能够更好地保障桥梁的安全性，减少桥梁损坏给城市运营带来的负担，因此，桥梁健康监测技术是有实际应用意义的，也会得到更多关注和应用。
猴子石大桥桥梁结构健康监测方案猴子山大桥桥梁受气候、结构、材料、动力荷载等作用，桥梁强度及刚度等随着时间的推移而降低，桥梁健康监测对桥梁安全性评估和桥梁日常运营管理意义重大，因此，桥梁健康监测具有十分重要的作用，通过预应力混凝土大跨度连续梁桥的应变、压力、裂缝、加速度、温度、等数据来评估桥梁健康，及时发现并解决问题。
设计原则：1、简洁实用，经济可靠，性能稳定；2、立足实用为第一原则，兼顾考虑科学试验和设计验证等方面；3、根据结构易损分析结果及养护管理需求进行监测点布设；4、监测与结构密切相关、代表性结构、必须监测结构、日常养护无法检查的位置。
传感器对比及选用：结构健康监测需要利用大量高性价比传感器，对结构性能实时监测，获取各种准确可靠信息，应变传感器主要使用一下三种，钢弦式应变计、电阻应变计、光纤光栅应变计，各有优劣，钢弦式应变计传输距离长、灵敏度高、蠕动小适合长期监测、长导线不影响测量结果，但是体积大、抗电磁干扰能力差；电阻式应变计体积小、灵敏度较高、动态响应好，但是传输距离小于100米、对绝缘要求高、蠕变较大需进行长导线电阻影响的修正；光纤光栅应变计体积小、蠕变较小、灵敏度高、长导线不影响测量结果、信号传输距离可达十公里、抗干扰能力强、无需绝缘要求、动态响应很好。
光纤光栅传感器具有独特的优点：1、传感器结构简单、体积小、外形可变，可测量结构内部应力、应变力、结构损伤；2、与光纤之间天然兼容，低损耗、光谱特性好、可靠性高；3、具有非传导性，被介质影响小，抗腐蚀抗电磁干扰，适合在恶劣环境中工作；4、一根光纤中可写入多个光栅构成传感阵列，与波分复用和时分复用系统结合实现分布式传感；5、高灵敏度、高分辨率。
为了长期监测的需求，采用光纤光栅传感技术，遵从实用为主重点突出的原则，监测项目有：结构位移监测、温度监测（主梁、环境）、结构动力特性监测等方面；结构位移监测主要监测的物理量为主梁伸缩缝的位移、箱梁的挠度；结构动力特性监测主要涉及主梁振动。
cheng cheng 《超大跨径桥梁结构健康监测关键技术》 2017年度湖南省科技进步奖项目公示材料 一、项目名称：超大跨径桥梁结构健康监测关键技术
二、项目简介 桥梁是公路交通的重要节点，而超大跨径桥梁由于结构形式与结构安全的重要性，成为交通线路的重中之中。大桥在投入使用后，不可避免地会受到外界因素（自然灾害、外荷载等）的影响，造成结构安全隐患，最终影响社会经济发展和人民生命财产的安全。 超大跨径桥梁结构健康监测关键技术主要以矮寨特大悬索桥（吉茶高速公路控制性工程，创造了最大峡谷跨径、塔梁完全分离结构设计、轨索滑移法架梁以及岩锚吊索结构四项世界第一）为工程依托，在课题组累积的前期研究基础之上，从监测系统整体效能优化设计、健康监测元器件开发、结构损伤分析与评估等方面开展了深入系统的研究，主要内容及创新点包括： （1）针对桥梁健康监测与评估系统功能划分不明确、系统框架不完全等问题，结合现代计算机通信技术，提出了基于网格的超大跨径桥梁结构健康监测系统。对桥梁结构健康监测系统中评估分析模块效率低、系统间存在信息孤岛等问题进行了优化，最终实现健康监测系统评估功能共享。 （2）针对超大跨径桥梁监测任务点繁多，数据量大等问题，以K-L信息距离为理论基础，提出了K-L信息距离准则。利用该准则研究了超大跨径桥梁传感器优化布置方法，达到用最少测点监测桥梁全面状态的目的。 （3）研究了超大跨径桥梁有限元模型修正方法，提出了基于径向基函数的桥梁有限元模型修正方法，避免了传统的矩阵型和参数型模型修正中修正目标众多、监测自由度与有限元模型自由度不匹配的问题。 （4）根据桥梁的损伤机理与车匀速过桥时与桥梁的耦合特性，提出了基于动能能量比和小波包能量比边缘算子的桥梁结构损伤识别方法。 （5）提出了基于健康监测系统的桥梁拉索疲劳寿命预测方法，研发了低功耗便携式索力在线监测设备等桥梁结构监测元器件。 （6）研发了超大跨径桥梁结构健康监测综合系统，编制了《湖cheng cheng 南省桥梁隧道结构健康监测与服务技术规程》。 基于本项目的研究，在国内外核心期刊发表论文16篇（SCI收录6篇）；已获得国家发明专利3项、实用新型专利2项，软件著作权1项，并有多项专利正在申报；培养硕士研究生16名，博士研究生6名。 项目研究成果经以院士为组长的专家组鉴定为国际领先水平。现已在吉茶高速公路矮寨大桥、洞庭湖大桥、温州东瓯大桥、温州77省道公路桥梁等国内数十座桥梁得到成功应用，成果转化的产值达3000余万，为应用单位节省桥梁管养经费1700余万，产生了显著的社会经济效益。并且能继续推动我省乃至全国桥梁结构健康监测技术研究与应用的持续发展，进一步促进科研队伍的发展与壮大，促进相关产业的发展。
三、客观评价 （1）项目鉴定情况 2015年1月17日，湖南省交通运输厅在长沙组织召开了《吉茶高速公路矮寨大桥桥梁结构健康监测系统研究及开发》成果鉴定会，以奥地利科学院、中国工程院两院院士杨永斌为组长的鉴定委员会专家听取了项目组的汇报，通过评审之后一致认为该项目研究具有创新性，尤其是基于网格的桥梁结构健康监测系统以及超大跨径桥梁模型修正、传感器布置优化方法为首次提出。研究成果总体上达到了国际领先水平。 （2）项目依托工程：矮寨大桥结构健康监测系统运行用户意见 本项目的主要依托工程——吉茶高速公路矮寨大桥桥梁结构健康监测系统于2012年11月完成调试并进行正常运行阶段。到目前为止，该系统各软、硬件运行正常、稳定，均能满足设计要求，监测系统也为桥梁运营提供了必要的技术支持，证明了本项目成果的适用性和先进性。 （3）科技查新结论 通过在国内外各类文献数据库、专利数据库和成果数据库中对相关内容的检索表明，本项目研究成果与国内外同类研究相比，具备以下特点： （1）项目组提出的基于网格的桥梁结构健康监测系统国内外没有相关文献报道，该成果的应用优化了结构健康监测系统中评估分析模块效率低等问题。 cheng cheng （2）国内外有基于人工智能算法的多目标优化算法等桥梁模型修正技术方法的研究，但没有基于径向基函数响应面法的模型修正技术的相关报道，采用径向基函数响应面法修正模型具有更高的精度和准确性。 （3）国内外有基于遗传算法和退火算法的桥梁布点优化研究，但没有基于K-L信息距离准则的悬索桥传感器布点优化研究的相关报道。 （4）针对桥梁结构损伤识别技术的研究当中，基于动能能量比和小波包边缘算子的结构损伤诊断方法，是基于车过桥振动响应信号的基础上所提出的。能够精确识别结构损伤的发生、损伤位置及损伤程度。 （5）提出了基于健康监测系统的拉索疲劳寿命预测方法，研发了低功耗便携式索力在线监测设备。 cheng
cheng 四、推广应用情况 本项目立足于当前桥梁结构健康监测技术亟待解决的问题，将网格技术、传感器优化布设技术、模型修正技术、基于移动荷载的结构损伤诊断技术以及基于自动监测与人工检测相结合策略的监测策略应用到超大跨径桥梁结构健康监测系统的研究与开发中。研究成果应用可行性强，具有较高的成熟度，能够实现桥梁的按需维护，避免维护不当造成的浪费，还能够保障桥梁的及时科学维护避免重大事故的发生。 目前，技术成果已在矮寨大桥、洞庭湖大桥等国内多座桥梁得到应用，创造了显著的经济效益。
序号 应用单位 名称 应用技术 应用起止 时间 应用单位联系人／电话
1 矮寨大桥桥隧管理所 矮寨大桥桥梁结构健康监测综合系统 2011.5-至今 张永健
2 现代投资股份有限公司长沙分公司 基于网格的桥梁结构健康监测系统 （浏阳河大桥）
2010.1-至今 张蓉
3 现代投资股份有限公司长沙分公司 基于网格的桥梁结构健康监测系统 （新屋天桥）
2010.1-至今 张蓉
4 现代投资股份有限公司长沙分公司潭耒分公司 洣水大桥桥梁结构健康监测综合系统 2010.5-至今 黄宁
5 岳阳市洞庭湖大桥管理局
基于网格的桥梁结构健康监测系统、结构损伤识别技术 2010.9-至今 伏晓宁
6 湘西土家族苗族自治州公路管理局
古丈王村大桥桥梁结构健康监测综合系统 2011.3-至今 彭华
7 邵阳市公用事业基础设施建设有限公司 西湖大桥桥梁结构健康监测综合系统 2010.2-至今 曾国洪 cheng cheng 五、主要知识产权证明目录 知识产权类别 知识产权具体名称 国家 （地区） 授权号 授权日期 证书编号 权利人 发明人 发明专利有效状态
发明专利权 可拆卸式刚性转柔性光纤传感器及其布设方法 中国 ZL2.6 2013年01月30日 大连理工大学
周智；黄明华；何建平；欧进萍 有效专利
发明专利权 一种纤维增强塑料智能锚杆 中国 ZL2.1 2013年01月30日 大连理工大学
周智；黄明华；何建平；欧进萍 有效专利
实用新型专利权 一种基于电压补偿的应变采集系统 中国 ZL2.4 2012年11月28日 湖南省交通科学研究院
胡柏学；杨春林；欧建平；曾威；黄浩；罗阳青；周斌 有效专利
实用新型专利权 低功耗便携式索力在线监测设备 中国 ZL2.1 2014年10月15日 哈尔滨工大云帆智慧信息技术有限公司
李宏伟；石胜飞 有效专利
计算机软件著作权 无线动态采集系统嵌入式软件V1.0 中国 2012SR025359 2012年03月31日 湖南省交通科学研究院 胡柏学；曾威；欧建平；黄浩；罗阳青
有效专利 cheng cheng 六、主要完成人情况 姓名 排名 行政职务 技术职称 工作单位 完成单位 对本项目技术创造性贡献
胡柏学 1 院副总工 研究员级高工 湖南省交通科学研究院有限公司 湖南省交通科学研究院有限公司 项目总负责人，提出总方案并组织实施，同时负责协调项目承担单位和项目参与单位之间技术成果的沟通与组织协调。在技术研发工作中投入的工作量占工作总量的50%。为项目创新点4、5和6的完成作出了突出贡献。提出将项目研究成果融入到矮寨大桥结构健康监测系统的思路。
于德介 2 校长助理 教授 湖南大学 湖南大学 在技术研发工作中投入的工作量占工作总量的40%。为项目创新点1和4的完成作出了突出贡献。提出了基于网格的桥梁结构健康监测系统的构架，对健康监测系统中评估分析模块效率低、各系统相对孤立等问题进行了优化。同时，针对超大跨径桥梁在运营期间可能出现的结构损伤，研究了新的损伤诊断、识别方法。
贺淑龙 3 总监 教授级高工 湖南省高速公路建设开发总公司 湖南省高速公路建设开发总公司 为项目主要依托工程矮寨特大悬索桥成果应用现场指挥，在技术研发工作中投入的工作量占工作总量的50%，为项目创新点5和6的完成作出了突出贡献。主要负责了技术成果现场实施协调与结构健康监测系统优化设计，提出了专门针对桥梁结构构件表观损伤进行检查和评估的管理子系统。
周智 4 室主任 教授 大连理工大学 大连理工大学 在技术研发工作中投入的工作量占工作总量的40%。为项目创新点2、3和5的完成作出了突出贡献，提出了基于K-L信息矩阵的桥梁传感器优化布设方法，以及基于径向基响应面法的超大跨径桥梁有限元模型修正方法，同时作为主要技术人员负责了桥梁结构健康监测设备的研发工作。
曾威 5 无 工程师 湖南省交通科学研究院有限公司 湖南省交通科学研究院有限公司 在技术研发工作中投入的工作量占工作总量的40%。为项目创新点1和4的完成作出了突出贡献，主要负责基于网格的超大跨径桥梁结构健康监测技术的研究与开发，参与了桥梁结构损伤识别方法的研究，同时在健康监测设备软件的开发工作中提出了关键思路。
