桥梁健康监测海量数据分析与评估-结构健康监测-研究进展-李爱群.pdfVIP

中国科学: 技术科学 2012 年 第42 卷 第8 期: 972 ~ 984 SCIENCE CHINA PRESS 论 文 桥梁健康监测海量数据分析与评估——“结构健康 监测”研究进展 * 李爱群, 丁幼亮, 王浩, 郭彤 东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室, 南京 210096 * E-mail: civilding@163.com 收稿日期: 2011-10-08; 接受日期: 2011-12-13 国家杰出青年科学基金(批准号:资助项目 摘要 详细介绍了国家杰出青年科学基金项目“结构健康监测”(项目号: 研究进 关键词 展. 该项目针对桥梁环境荷载和静动力响应等海量监测数据的处理分析与评估迫切需求, 结构健康监测 并紧密结合大跨斜拉桥和悬索桥的结构特点, 系统地研究了大跨斜拉、悬索桥梁服役环境 桥梁 海量数据 作用监测与效应模拟技术、动力性能监控与异常预警技术以及关键构件状态评估与运营维 状态评估 护技术. 主要包括: ①基于温度、日常风和台风监测数据提出了大跨桥梁服役环境作用模型 环境作用 与模型参数确定方法, 并结合大跨桥梁多尺度基准有限元模拟方法研究了桥梁服役荷载效 应模拟技术; ②基于振动监测数据建立了大跨桥梁整体动力特性参数以及斜拉桥拉索索 力、悬索桥主缆和吊杆内力的在线识别方法, 形成了“环境条件归一化”的桥梁运营状态 监控与异常预警技术; ③基于应变、梁端位移等监测数据开展了服役环境下钢箱梁焊接细 节疲劳荷载效应、主梁伸缩缝的温度和车载效应分析方法研究, 形成了桥梁关键构件服役 性能监控和寿命评估技术. 1 引言 很多监测系统具有快速大容量的信息采集、通讯与存 储能力. 然而, 很大一部分桥梁的结构健康监测系统 随着桥梁服役时间的增长、气候和环境等自然因 在注重测试数据的采集与保存的同时, 忽略了对结 素的长期作用以及交通量和重车数量的不断增加, 构健康状态的评估需求. 虽然国内外不少学者开展 桥梁结构的安全性、适用性和耐久性也必然发生退 了基于整体动力特性的桥梁损伤定位和损伤评估方 化, 极端情况下将引发灾难性的突发事故. 因此, 研 法研究, 但是由于大跨桥梁结构复杂、体量巨大、冗 究建立桥梁结构健康监测与安全评估的理论、方法及 余度高以及环境因素的影响, 基于动力参数测试的 其系统, 是桥梁工程可持续发展的必然要求. 自 20 大跨桥梁结构动力损伤诊断技术难以有效地应用于 世纪 90 年代起, 国内外重要的大跨桥梁大多设置了 结构状态预警和评估[2, 3]. 桥梁健康监测系统数据没 结构健康监测系统, 监测内容除了结构本身的状态 有得到充分应用, 甚至形成了“海量垃圾数据” 的局 和行为以外, 还强调对环境条件的监测和记录分析[1]. 面. 总的看来, 桥梁结构健康监测技术的研究开发尚 英文版发表信息: Li A Q, Ding Y L, Wang H, et al. Analysis and assessment of b