作為交通係統的組成部分，橋梁在人類文明的發（fā）展和演化中起到了重要作用。隨著現代（dài）科技的發展以及運輸需求（qiú）的（de）不斷增長，大型橋（qiáo）梁（如（rú）跨海大橋、大跨度橋（qiáo）梁等）越來越多的（de）出現在人們的視野中，這些橋梁造價動輒幾（jǐ）億甚至幾十（shí）億元，在（zài）交通、軍事和（hé）社會生活等方麵有著重要的戰略意義（yì）。然（rán）而，橋梁在建（jiàn）造和使用過程（chéng）中，由於（yú）受（shòu）到（dào）環境、有害物質的侵蝕，車輛、風、地震、疲勞、人為因素等作用，以及材料自身性能的不斷退（tuì）化，導致結構各部分在遠沒有達到設計年限前就產生不同程度（dù）的（de）損傷和劣化。這些損傷如果不能及時得到檢測和（hé）維修輕則影響行車安全和縮短橋（qiáo）梁使用壽命，重則導致橋梁（liáng）突然破（pò）壞和倒塌。據統計，如今在美國近60萬座橋（qiáo）梁中性能不足和（hé）有（yǒu）功能缺陷的占（zhàn）28.6%。美國每（měi）年橋梁投資90%用於更新維修舊（jiù）橋，隻有10%用於（yú）新建橋梁。
　　我國現有公路橋5000餘座，總長130萬公裏，1/3以上的橋梁都存在結構性缺陷、不同程度的損傷和功能性失效的隱患。近年來，我國陸續出現了（le）多次重大橋梁事故。這些發生的事故與很多因素有關，但是缺乏有效的監（jiān）測措施和必要的維修、養護措施是重要的原因之一。這些（xiē）觸目驚心的事故使得人們對（duì）現（xiàn）代橋梁的質（zhì）量和壽命也逐漸關注起來。對橋梁結構進行質量檢測和健康監測，已成為國內外學術界、工程（chéng）界研（yán）究的熱點。
　　傳統的橋梁檢測在很大程度上依賴於（yú）管（guǎn）理者和技術人員的經驗，缺乏科學係統的方（fāng）法，往往對橋梁特別是大型橋梁的狀況缺乏全麵的把握和了解（jiě），信（xìn）息得不到及時反饋。如（rú）果（guǒ）對（duì）橋梁的病害估計（jì）不足，就（jiù）很可能失去養護的最佳時機，加快橋梁損（sǔn）壞的進程，縮（suō）短橋梁（liáng）的服務壽命。如果對橋梁的病害估（gū）計高，便會造成不必要的資金浪費，使得橋梁（liáng）的承載（zǎi）能力不能充分發揮。
　　橋梁健康監（jiān）測（cè）的基本內涵（hán）即是通過對橋梁結構狀況的監控與評估（gū），為橋梁（liáng）在特（tè）殊氣候、交通條件下或橋梁運營狀況異常嚴重時發出預警信號，為橋梁的維（wéi）護維修（xiū）和管理（lǐ）決策提供依據與指導。然而，橋梁結構健康監測不僅（jǐn）是（shì）為了結構狀態（tài）監控和評估，其信息反饋於（yú）結構設計的更深遠的意義在於（yú），結（jié）構（gòu）設計方法與（yǔ）相應的規範（fàn）標準等可能得到改進。再有就是（shì）橋梁健康（kāng）監測帶來的不僅僅是監測係統和對（duì）某特定橋梁設計的反思，還可能並應該成為橋（qiáo）梁研究的（de）"現（xiàn）場實驗室"。橋梁健康監測為橋梁工程中的未知問（wèn）題和超大跨度（dù）橋梁的（de）研究提供了新的契機。由運營中的橋梁結構與其環境所獲得的信息不僅是理論研究和實（shí）驗室調查的補（bǔ）充，還可以提供有關結構行為和（hé）環（huán）境規律的（de）最真實是信息。因此，橋梁健康監測不隻是（shì）傳統（tǒng）橋（qiáo）梁（liáng）檢測加（jiā）結構評估新技術，而（ér）且被賦予（yǔ）了結構監控與評估（gū）、設計驗證和研（yán）究與（yǔ）發展三方麵的意義。
　　近年來，通信（xìn）網絡、信號（hào）處理（lǐ）、人工智能等技術的不斷（duàn）發展加速了橋梁監測係統（tǒng）的實用（yòng）化進程。業界（jiè）紛紛著手研究和開發各種靈活、高效、廉價、並且不影響橋梁結構正常使用的長（zhǎng）期（qī）實施監測方法或（huò）技術。橋梁健康監測係（xì）統的部署和（hé）應用不單單具有重要的現實意義，還具有（yǒu）重要的研究價值，在推動和發展智能化、數字化和信息化橋梁工程中起到（dào）了積極（jí）的作用。
　　隨（suí）著（zhe）交通運輸（shū）事業的發展，大型橋（qiáo）梁的交通流量與日俱增（zēng），其中重車及超載車輛占了很大比例。麵對日益增長的交通壓力（lì）以及橋梁在交通網絡中的重要地位，原來的僅靠人工手段檢測已（yǐ）無法滿足橋梁養護的要求，難以有效的防範突（tū）發事件的發生，主要表現（xiàn）在：（1）定時檢測，間隔時間（jiān）長，缺乏連續監測資料，而且（qiě）監測數據不是動態監測數（shù）據，不能隨時（shí）反映（yìng）出橋梁在極端受力狀態和惡劣環境下的運營狀況，起不到預防和與報道作（zuò）用；（2）高程測量由人工完成，受讀數誤差、視角、天氣、溫度等因素的影響，測量精度不高；（3）每次檢測都需做好充分的準備，從安排加載車（chē）輛（liàng），調試試驗儀器，搭設腳手架，安（ān）裝和拆除傳感器，到組織人員封閉交通，每個（gè）環節都不（bú）能疏漏，需耗費大量的人力、物力和財力，花費較長時間。橋梁的安全、耐久性問題已經引起了運營管理部門的（de）高度重視，為了確保（bǎo）橋梁（liáng）安全運營、延長橋（qiáo）梁使用壽命，橋梁（liáng）上安裝監控監測係統具有非常重（chóng）要的意義（yì）。
　　橋梁健康監測的（de）要求與內求與內（nèi）容橋梁變（biàn）形監測恒載作用下主梁軸線的位置是橋梁整體（tǐ）安全狀態的重要（yào）標誌，活（huó）載作用（yòng）下主梁的撓度既是橋梁整體（tǐ）剛度的重要標誌，也能反映作用（yòng）於橋梁上的荷載情況（kuàng），通過對橋梁（liáng）變形的監測（cè）可以從整體上把握橋梁的健康狀態。橋梁動（dòng）力特征（zhēng）及振動水平的監測橋梁動力特征包括橋梁振動的頻率、振型和（hé）阻尼比，它（tā）也是（shì）橋（qiáo）梁整體安全的標準。橋梁質量的退化會引起自（zì）振特性的改變，例如在其他條件不變的情況（kuàng）下橋梁剛度的（de）降低會引起橋梁自振（zhèn）頻率的降低，橋梁局部（bù）振型的改變可能預示著橋梁局部損傷的（de）存在。該項內容的監測也能起（qǐ）到從整體上（shàng）把握橋梁健康狀態的目的。

　　主梁動應力監測

　　斜拉橋的主梁及時構成斜拉橋這一結構體係的基本組成部分，又是車輛及人群荷載的承擔者，受活載的影響最直接，極易因異常局部荷載而引起損失（shī），同時主梁的損傷對橋梁使用性能的影響也最直接。通過對主梁有代表性的斷麵上的動應力監測，可（kě）以了解作為斜拉（lā）橋主要受力構件主梁的受力狀態。這對控製車輛荷載、進行（háng）構建疲勞分析都十分必要。溫度分布監測
　　通過對主梁及索塔有代表性斷麵（miàn）上的（de）溫（wēn）度分布監測，可以驗證設計假定（dìng）或根據實際測量（liàng）的結果（guǒ）重新計算溫度對橋梁內梁和形（xíng）的影響，以（yǐ）便對橋梁的安全狀態作出更加符合實際的評價（例如主（zhǔ）梁的軸線（xiàn）位置和溫度有關，隻有（yǒu）對在相（xiàng）同的溫（wēn）度下測得的主梁軸（zhóu）線位置進行比較，或換算成（chéng）相同溫度下主梁軸線的位置進（jìn）行比較才有意義變
 橋梁健康監測工程（chéng）界研究（jiū）的熱（rè）點及其係統特點分析（xī）

　　1我國大跨度橋梁結構健康監測係（xì）統（tǒng）的特點

　　１結構健康監（jiān）測（cè）係統的目（mù）標與國外大橋的結構健康監測係統相同，我（wǒ）國（guó）建立的（de）大跨度（dù）橋梁結構健康監測係統（tǒng）通常有如下目標：
（１）全麵獲取橋梁運（yùn）營狀況的信（xìn）息，用來評估結構的安全性、耐（nài）久性和使用性；
（２）對（duì）設計假定和設計荷載進行（háng）驗（yàn）證，為完（wán）善設計規範（fàn）提供依據；
（３）為橋梁養護、維修和管理的決策提供依據。
　　橋梁的結構健康監測係統一般具有（yǒu）以下功能：
（１）能夠（gòu）自動實時監測環境條件和橋梁結（jié）構（gòu）的物理及（jí）幾何狀態（tài），如荷載和關（guān）鍵構件的物理特性等，向管（guǎn）理部門傳送監測結果的數據（jù）和圖（tú）表；
（２）能（néng）夠跟蹤監測結構狀態並對橋梁結構的異常反應做出緊急警報；
（３）能夠評估結構的靜力和動力安全性、耐久性和使用性，並對結構異常進行識別，為大橋（qiáo）的維（wéi）護管理決策提供依據。
　　監測內容主要依據橋梁的物理特性、結構特性以及橋址環境狀況而定。
　　橋梁的（de）幾何狀態和靜力動力響應、環境和（hé）交通狀（zhuàng）況都（dōu）是結構健康監測的監測對象。
　　國內外～些大跨度橋梁已經安裝了橋梁監測係統。然而，目（mù）前（qián）已建的監（jiān）
　　測係（xì）統（tǒng）的實際效（xiào）果還有許多不盡如人意（yì）之處。由於現有監測技術和費（fèi）用的限製，要監測與結（jié）構退化以（yǐ）及結構安全（quán）性相關的所有重要部位是（shì）不可能的。另外，在橋梁結構的真實狀況和所測得的參數之間尚難以建立令人滿意（yì）的對應關係，如何以（yǐ）有（yǒu）限（xiàn）的測點（diǎn）盡量（liàng）獲取與結構退（tuì）化及安全性真正相關的信息，以及如何有效利用這些信息來評估結構狀態仍是（shì）大（dà）家所關注的研究難點。

　　２我國橋梁結構健康監（jiān）測係統的特點

　　我國已約有４０座（zuò）橋梁安裝了或即將安裝結構（gòu）健康監測（cè）係統，其中多數
　　係統（tǒng）是２０００年以（yǐ）後建成的。國內橋梁初期安裝的監測係統多是傳感器為數不多的簡單係統，其中一些係統經過幾年（nián）的運行後根據橋梁管理部門的要求進行了升（shēng）級。近年來，新建橋（qiáo）梁健（jiàn）康監（jiān）測係統的設計和實（shí）施越來（lái）越趨於規範化，幾乎所有的大跨度橋梁都安裝了或考慮安裝健康監測係統。
　　目前，國內健康監測係統具（jù）有以下特點：
（１）一般來說（shuō），一個大跨度橋梁的健康監測係統由（yóu）少則50、多則300個以上的傳感器測（cè）點組成，其費用約占到（dào）橋梁總造（zào）價的0．5％＂－－2．0％；
（２）監測係統的設計理（lǐ）念越來越側重於為橋梁的養護管理提供支撐，偏重監（jiān）測內容（róng）和技術而輕視測試數（shù）據處理和評價的設計方案越來越不易被橋梁（liáng）業主所接受；
（３）健康監（jiān）測（cè）係統本身的耐久性受到重視，要求傳（chuán）感器（qì）和其他（tā）硬件具有可更換性，並且（qiě）更換時不能影響到（dào）數據采集的連續性；
（４）成橋（qiáo）後的結構健康監（jiān）測係統與施工控製的監（jiān）測係統相結合（hé），監測數據內容前伸到施工階段；
（５）結構狀態評估子係統和評估軟件的水平有所提高，配套的專家組也被視為橋（qiáo）梁結構。
　　橋梁結構健康監測係（xì）統為更好地維護橋（qiáo）梁的正常使用提供了重要保障，
　　相關的（de）傳感技術、數據傳輸（shū）和信息（xī）處理技術的（de）發展有利地（dì）支撐了現代結構健康監測係統（tǒng）的實現。然而，這一領域的許多技術和理（lǐ）論尚不成熟，還需科研人員和工程技術人員做出長（zhǎng）期（qī）的努力（lì）。