郭玲 張利（長安大學公路設計（jì）研究院，陝西西安710064）
    摘（zhāi）要（yào）：近年來，國內發生的幾起大（dà）橋（qiáo）坍塌和局部破壞事故，使人（rén）們逐漸認識到橋梁結構健康監測（cè）的必要性和迫切性。論述了結構檢（jiǎn）測與（yǔ）健康監測概況以及橋梁健康監測的意義。介紹了監測（cè）理論的研（yán）究動（dòng）態和發展展望。
    關鍵詞：橋梁結構；健康監測；監（jiān）測理論；發展展望
    1橋（qiáo）梁結構健康（kāng）監測（cè）的必（bì）要性和迫（pò）切性
自20世紀50年代（dài）以來，橋梁健康監測的重要性就逐漸被認識，但受檢測、監測手段（duàn）比較落後的限製，在應用上一直未得到推廣和重視（shì）。近年來隨著大跨徑橋（qiáo）梁的輕柔化及形式與功能的複雜化，這項技術成為國內外學術界、工程界的研究熱點。許多國家都在一些已建和在建的大跨橋梁上進行了（le）有益的嚐試：丹麥曾對總長1 726 m的Faroe跨海斜拉橋進行施工階段及通車（chē）首年的監測（cè），另外，他們在主跨（kuà）1 624 m的Great Belt East懸索橋上也開始了相關的嚐試；泰國與韓國目前（qián）也已開（kāi）始在重要橋梁上安裝（zhuāng）永久性的實時結構（gòu）整體與安全性報警設備；香港的青馬大橋、內地的虎門大橋、徐浦大橋、江陰大橋等在施工（gōng）階段也已（yǐ）開始傳感器的安裝（zhuāng），以備將來（lái）運營期間的實時監測。這種技術的成功開發與應用將起到確保橋梁（liáng）安全運營、延長橋梁使用壽（shòu）命的作用。同（tóng）時通過（guò）早期（qī）橋梁病害的發（fā）現能大大節（jiē）約橋梁的維修（xiū）費用，可以避免最終頻繁大修關閉交通所（suǒ）引起（qǐ）的重大（dà）損（sǔn）失。
    近年來，國內發生的幾起大橋坍塌（tā）或局部破壞事故在很大程（chéng）度上是由於構件疲勞加之監測養護措施跟不上，從而嚴（yán）重影響構件的承重能力和結構的使用。因此，對橋梁結構健康監測非常必要（yào）和迫切。
    工程結構一般會（huì）受到兩種損傷——突發性損傷和累積性損傷。突（tū）發性損傷由突發事件引起，使損傷在短期（qī）內達到或超過一定限值（zhí）；累積損（sǔn）傷則有緩慢積累的性質，達一定程度會（huì）引起破壞，影（yǐng）響安（ān）全和使（shǐ）用。健（jiàn）康檢測能夠在突發性損（sǔn）傷發生時，及時（shí）做出判斷和警報，以便采取處理措施，防（fáng）止發生進一步的破壞和引發其它事故；對於累積損傷，能夠定期對損傷的狀態（tài）做（zuò）出描述，以便根據情況采取相應措施。
    橋梁結構的健康監測包括橋梁結構的（de）局部檢測和橋（qiáo）梁整體的健康監（jiān）測。局部檢測主要應用無（wú）損檢測技術(NDE)，包括目檢、混凝土（tǔ）表麵硬度（dù）試驗、超聲波探（tàn）測、聲發（fā）射（shè）技術（shù）和衝擊回應法等等。整體檢測利用無損測（cè）量（liàng）技術(主要是振動)來識別結構的整體性能和損（sǔn）傷，分三個層（céng）次，即：損傷是否發生、損傷（shāng）發生（shēng）位置和損傷發生程度（dù）。這種思想源（yuán）於（yú）航空航（háng）天領域，並在機（jī）構領域得到發展，現在逐漸應用到了土木工程領域。
    3 橋梁健康監測意義
    3.1 監控（kòng）與評估
    橋梁健康檢（jiǎn）測的基本內涵（hán）是通過對橋梁結構狀態的監控與評估，為（wéi）工程在特殊（shū）氣候、交通條件下或運（yùn）營狀況嚴重異常時發出預警信號，為橋梁維護（hù）、維修與管理決策提供依據和指導。為此，監測係統（tǒng）通常對以下幾（jǐ）個方麵進行監（jiān）控：①橋梁結構在正常環境與交通條件下運營的物理與力學狀態；②橋梁重要非結（jié）構構件和（hé）附屬設施（shī）的工作狀態；③結構構件耐久性；④工程所處（chù）環境條件等等。
    3.2 設計驗證（zhèng）
    由於大型橋梁的力學和結構特點以及所處的特定環境，在大橋設計階段（duàn）安全掌握和預測其力（lì）學特性和行為特性是（shì）非常困難的。因此，通過橋梁（liáng）健康檢測（cè）所獲得的實際結構的動靜力行為來檢驗大橋的理論模型和計算（suàn）假定具有重要意義。不僅對設計理論和設計模型有驗（yàn）證作用，而且有益（yì）於新的設計理論的形成。
    3.3 研究（jiū）與發展
    橋梁健康監測帶來的將不僅是監測係（xì）統和某種特定橋梁設計的反思，它還（hái）可能（néng）並成為橋梁（liáng）研究的現場實驗室。由於運營中的橋（qiáo）梁結構及其環（huán）境所獲得（dé）信息不僅是（shì）理論研究（jiū）和實驗室調查的補充，而且可以提供有關結構行（háng）為與環境規律的最（zuì）真實的信息。
    4 健康檢測理（lǐ）論的研究動態和發展展望
    橋梁健康檢測理（lǐ）論的研究主要包括：基於振動的識別、結構指紋及變異性、係統識別、檢測測點的優化布置和大量數據的處理。目前一些（xiē）整（zhěng）體性評估技術已經在一些簡單結構上有成功的例子，但不能可靠的（de）應用（yòng）於複雜結構。阻礙這一技術進入實用的原因主要有：①結構（gòu）與環境中不確定性和非結構因素的影響；②測量信息不完備；③測量（liàng）精度不足和（hé）測量信號噪音；④橋（qiáo）梁結構贅餘度大並（bìng）且（qiě）測（cè）量信號對結構局部損傷不（bú）敏感。為此還需要做大量（liàng）的工作，如索的無損識別研究、材料耐（nài）久性和疲勞因素引起的原因及其檢測方法研究、橋梁整（zhěng）體性與損傷識別研究、橋梁結構劣化模型研究、自動（dòng）的在運係統識別和數據處理方法研究。
摘自《華東公路網》