橋(qiáo)梁健康監測的(de)基本內涵即是通過對橋梁結構狀態的監控與評估,為大橋在特殊氣候、交通條件下或橋梁運營狀況嚴重(chóng)異常時觸發預警信(xìn)號,為橋梁維護濰修(xiū)與管理決策提供依據(jù)和指導。為此,監測係(xì)統對以下幾個方麵(miàn)進行監控:
橋梁結構在正常環境(jìng)與(yǔ)交通條(tiáo)件下運營(yíng)的物理與力學狀態;
橋(qiáo)梁重要非結構構件(加支座)和附屬設施(如振動控製元件)的工作狀(zhuàng)態(tài);
結構(gòu)構件耐久性;
大橋所處(chù)環境條件;等等。
與傳統的檢測技術不同,大型橋(qiáo)梁健康監測不僅要求在測試上具有快速大容量的信息采集(jí)與通訊能(néng)力,而且力求對結構整體行為的實時監控和對結構狀態的智能化評估。
然而,橋梁結構健(jiàn)康監測不僅僅隻是(shì)為了結(jié)構狀態監控與評估。由於大(dà)型橋梁(liáng)(尤其是斜拉橋(qiáo)、懸索(suǒ)橋)的力學(xué)和結構特點以及所(suǒ)處的特定環境,在大橋設計階段完全掌握和預測結構的力學特性和行(háng)為是非常困難的。大跨度索(suǒ)交(jiāo)承(chéng)橋梁的設計依賴於理論分析並過風(fēng)洞、振動台模(mó)擬試驗預測橋梁的(de)動力性能並(bìng)驗證其(qí)動力安全性。然而,結構理論分析常基於理想化的有限元(yuán)離散模型,並且分析時常以很多假定條件為前提。在進行風洞或振動台試驗時對大橋的風(fēng)環境和地麵運(yùn)動的模擬也可能與真實橋位的環境不全相符。因此,通過橋梁健康監測所獲得的(de)實際結構的動靜力(lì)行(háng)為來驗證大(dà)橋(qiáo)的(de)理(lǐ)論模型、計(jì)算假定(dìng)具有重要(yào)的意義。事實上,國外一些重要橋梁在建立健康監(jiān)測係統(tǒng)時都(dōu)強調利用監測信息驗證結構的設(shè)計(jì)。
橋梁健康監測信息(xī)反饋於結構設計的更深遠的意義在於,結構設計方法與相應的規範(fàn)標準等可能得以改進;並且,對(duì)橋梁在各種交通條件和自然環境下的真實行為的(de)理解以(yǐ)及對環境荷載(zǎi)的合理建模是將(jiāng)來實(shí)現橋?“虛擬設計"的基礎。
還應看到,橋梁健康監測帶來的將(jiāng)不僅是監測係統和對某特定橋梁設計的反(fǎn)思,它還可能並應該成為橋梁研究的"現場實驗(yàn)室".盡管橋梁抗風(fēng)、抗震領域的研(yán)究成果以及新材(cái)料(liào)新工藝的出現不(bú)斷(duàn)推動著橋梁的發展,但是,大跨(kuà)度橋梁的設計(jì)中(zhōng)還(hái)存在很多未知和假定,超大(dà)跨度橋梁的設(shè)計也有許多問題需要研(yán)究。同時,橋梁結構控製與健康評(píng)估技術的深入研究與開發也需要結(jié)構現場試(shì)驗與調查。橋梁健(jiàn)康監測為橋梁工(gōng)程中的未知問題和超大跨度橋梁(liáng)的研究提供了新的契機。由運營中的(de)橋梁結構及其環境(jìng)所獲得的信息不僅是理(lǐ)論(lùn)研究和實驗室調查(chá)的補充,而且可以提供有關結構行為與環境規律的最真實的信息。另(lìng)外(wài),橋梁振動(dòng)控製與健康評估技術的開發與應用性也需要(yào)現場試驗與調(diào)查。
綜(zōng)上所(suǒ)述(shù),大型橋梁健康監測不(bú)隻是傳統的橋梁(liáng)檢測加結構評估新技術,而是被(bèi)賦予了結構監控與評估、設計驗證和研究與發展三方麵的意義(yì)。