浅谈桥梁健康监测技术在桥梁检测中的应用

周超（驻马店市交通工程质量监督站，河南驻马店463000）

[摘要] 桥梁在建造和使用过程中，由于受到环境、有害物质的侵蚀，车辆、风、地震、疲劳、人为因素等外来作用，以及材料自身性能的不断退化，导致结构各部分在远没有达到设计年限前就产生不同程度的损伤和劣化。这些损伤如果不能及时得到检测和维修，则会影响行车安全和缩短 桥梁使用寿命。本文首先阐述了 桥梁 健康监测的概念，又介绍了传统的 桥梁检测方法，同时又介绍了一种新的 桥梁健康监测技术——— 光纤光栅技术，并对比了它们的优缺点，这样就为 桥梁工程的发展开辟了新的空间。
[关键词] 桥梁；健康监测；光纤光栅技术

随着桥梁在交通运输中占据日益重要的地位， 桥梁设计理论和施工技术的不断进步使得桥梁跨度不断有新的突破，结构形式也日趋复
杂。鉴于桥梁的特殊性与复杂性，设置先进、可靠的综合健康状态实时监测系统，对出现的安全隐患能够快速反应，通过提供所需要的早期危险报警和损伤评估来保证桥梁的安全，增强 桥梁的生存能力，从而达到从探测、报警、联动控制直至消除安全隐患的全方位一体化具有重要意义。
1 桥梁健康监测的概念
桥梁 健康监测的基本内涵是根据结构的主要性能指标（如可靠性、耐久性等），结合无损检测（NDT） 和结构特性分析（包括结构响应），从营运状态的结构中获取并处理数据，目的是为了诊断结构中是否有损伤发生，判断损伤的位置，估计损伤的程度以及损伤对结构将要造成的后果。通过对桥梁结构状态的监测与评估，为桥梁在特殊气候、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。 桥梁健康监测根据 桥梁结构安全性、适用性和耐久性评估的需要和 桥梁管理、决策部门的信息需求，并结合目前国内的实际经济条件及桥梁现场监测条件，确定 桥梁结构监测系统中实施的监测项目，以实用性、可靠性为基础，在一定程度上兼顾其先进性，并考虑到费用一效益cost~benefit）的关系，确定各监测项目。
2 传统桥梁检测方法
传统 桥梁检测技术是通过人工目测检查或借助于便携式仪器测量得到的信息对 桥梁结构的安全状态进行评估。人工桥梁检查分为经常检
查、定期检查和特殊检查。但是人工桥梁检查方法在实际应用中有很大的局限性。传统检测方式的不足之处主要表现在：
1） 需要大量人力、物力并有诸多检查盲点，这对现代大型 桥梁尤其突出。
2） 主观性强，难于量化。经过半个多世纪的发展，虽然现代斜拉桥的分析设计与施工技术已日趋完善，但对某些响应现象，尤其是损伤的发展过程，尚处于经验积累中，因此定量化的描述是很重要的。
3） 缺少整体性。人工检查以单一构件为对象，只能提供局部的检测和诊断信息，而不能提供整体全面的结构健康检测和评估信息。
4） 影响正常交通运行。对于较大型的 桥梁通常需要搭设观察平台或用观测车辆，无可避免需要实施交通控制。
5） 周期长，时效性差。大型 桥梁的检查周期可达数年。在有重大事故或严重自然灾害的情况下，不能向决策者和公众提供即时信息。从上可知，人工 桥梁检查程序和设施，无法直接和有效地应用于大型 桥梁的检测上。因此有必要建立一个针对大桥的结构 健康监测系统，用于监测和评估大桥在运营期间结构的安全性、耐久性和使用性等。
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