由於時間、環（huán）境（jìng）及大風（fēng）、雨雪等因（yīn）素（sù）影響，經過長（zhǎng）期使（shǐ）用，高鐵鋼結構建築物難免發生變形、損傷，存在危（wēi）及旅客和行車安全的隱患，對高鐵鋼結構性能的健康（kāng）監測已成為結構安全評定、正常使用的重要保障。鐵路（lù）管理單位應正視（shì）高鐵（tiě）鋼結構現狀（zhuàng），將（jiāng）高鐵鋼結（jié）構建築物的健康狀況作為重中之重，為高（gāo）速鐵路建設鋼結構的發展提供安全保障。
　　【關鍵詞】高（gāo）鐵；鋼結構；健康；監測；重要性
　　2008年8月1日中國第一條（tiáo）高鐵京津城際的開通，拉開了中國高鐵（tiě）建設大範圍（wéi）、大麵積應用鋼結構技術的序幕，但因時間、環境、大風、雨（yǔ）雪（xuě）等因素影響，近幾年高鐵（tiě）鋼結構建（jiàn）築物經（jīng）長期使用，出（chū）現變形、損傷，存在安全隱患，因此高鐵鋼結構性能的長期監測已（yǐ）成為結構（gòu）安全評定、正常（cháng）使用的重要保障措施。作為一名高鐵管理人員，結合工作實際，淺談一下高鐵鋼結構（gòu）健（jiàn）康監測係統的（de）重要性。
　　一、大型鋼結構病（bìng）害國內現狀：
　　21世紀的（de）社（shè）會經濟在（zài）飛速發展，每個國家都在籌劃建造超大（dà）型結構的地標性建築，從而體現大國優越，但在外界條件（jiàn）變化影響下，大型鋼結構會產生（shēng）較大形變，主體結構（gòu）長期伸縮會造成焊點開裂、局（jú）部失穩，甚至（zhì）整體失穩坍（tān）塌。近幾年，國（guó）內外發生的大（dà）跨度鋼結構坍塌事（shì）故不斷，呈上升（shēng）趨（qū）勢，如（rú）：
　　1．2005年3月19日，遼寧省營口市經濟技術開發區營口港在建鍋爐房工程中發生鋼結構屋（wū）頂網架坍塌事故，造成5人（rén）死亡，11人受傷；
　　2．2007年3月28日，北京地鐵10號線蘇州街站東南出入口發生一起坍塌事故，造成6人死亡。
　　3．2009年6月27日，上海閔行區蓮花南路羅陽路（lù）口一在建13層樓房整體倒塌，造成一（yī）名工人死（sǐ）亡。
　　4．2010年1月3日，昆明（míng）新機場在建橋梁垮塌，造成7人死亡，34人受傷。
　　以上發生的重大事故（gù），不僅對（duì）人民的生（shēng）命財產造成了重（chóng）大傷害（hài），還造（zào）成極大（dà）的不良（liáng）社會影響。鑒於此，鋼結構健康監測係統也就成為了（le）目（mù）前大型鋼結構安全保（bǎo）障的重中之重。
　　二、高速（sù）鐵路鋼結構現狀和問題：
　　2008年以來，北京鐵路局管內共新建4條高（gāo）鐵（客專）線路:京津城際、石太客（kè）專（zhuān）、京滬高鐵、京廣高鐵，其中新建高鐵客站雨棚廣泛采用大跨度鋼結構，22座車站建成鋼（gāng）桁架結構無（wú）柱風雨棚，麵積達到87.99萬m2。經過幾（jǐ）年使（shǐ）用，鋼結構雨棚普遍存在以下幾個問題：
　　1、鋼（gāng）結構雨棚（péng）柱（zhù）塗料脫落
　　雨棚柱外層塗料大麵積（jī）脫落，，雨棚鋼材表麵（miàn）、焊縫長時（shí）間暴露（lù）在室外環境（jìng）中發生鏽蝕（shí），長此以往不能掌（zhǎng）控（kòng）雨棚結構的整體受（shòu）力狀（zhuàng）態。
　　2、結構大量焊（hàn）接（jiē）隱患
　　鋼結構雨棚加（jiā）工製作複雜，大量散拚件的現場高（gāo）空焊接加大了產生質量瑕疵的（de）概率，造成部分高鐵雨棚結構（gòu）初始缺陷。 
　　3、外部（bù）不確定載荷影響
　　由於存在地震、風環境（jìng）、溫度、地下結構的上（shàng）浮等（děng）不確定的荷（hé）載，導致個別雨棚鋼結構連接部位發生變形（xíng）。
　　4、高鐵雨棚結構巡檢困難：
　　高鐵鋼結構雨棚未設置巡檢通道，巡檢過程以目測為主，巡檢數據手工測量，其真實、客觀（guān）性較差。 
　　三、鋼結構（gòu）健康監測係統的（de）組成：
　　鋼結構健康監測技術（Structure Health Monitoring）是利用集成在結（jié）構中的（de）先進傳感元件，在線實（shí）時地（dì）獲取與結構健康狀況相關的信息（包括：應力、應變、溫度、振動狀態等），結合先（xiān）進（jìn）的信號（hào）信息處理方法和結（jié）構建（jiàn）模方法，提取結構的（de）損傷特征參數，結合（hé）係統的特性分析，來評價結構損傷的（de）嚴重性以（yǐ）及定位損傷位置。作為一種新的結構無損檢測技（jì）術（shù），其基本方法是從實測的結構動力響應信號中提取結構的參數或與結構參數有關（guān）的指標，並由此推斷結（jié）構（gòu）的損傷，是（shì）傳（chuán）感器技（jì）術、信號處理（lǐ）技術、結（jié）構動力（lì）學、概率（lǜ）統計、自動控（kòng）製和數據庫等技術的交叉領域。
　　鋼結構監測（cè）係統包含以下幾部分：⑴傳感（gǎn）器係統，包括（kuò）傳感（gǎn）器元件的選擇和傳感器網絡在結構中的優化布置方案；⑵數據采集和分析係統，一般由強大（dà）的采集（jí）儀器和計算機係統組成；⑶數據處理與控製（zhì）係統，實現診斷功能的各種軟（ruǎn）硬件，包括結構損傷位置（zhì）、程度類型識別判（pàn）斷，傳感器監測的實（shí）時信號通過信號采集裝置送到監控中心；（4）結構健康狀態評估係統，根據整體數據進行處理和判斷，從而對結構的健康狀態進行評估。若（ruò）出（chū）現異常（cháng），由監控中心發出預警信號，並由故障診斷模塊分析查明（míng）異常原因，以便係（xì）統安全（quán）可（kě）靠運行。（5）巡檢養護係統（tǒng），定期對健康監測係統進行檢查、檢測、養（yǎng）護，確保係統運行穩定。
　　
　　四、高鐵鋼結構健康監測係統解決方案：
　　高鐵鋼結構的（de）防（fáng）腐、防（fáng）火處理等保護性工作在施（shī）工階段就做了嚴格把關，具備一定安全性能。但日常使用過程中，結構易受溫度、濕度、風力、雪壓荷載、地震等外（wài）界因素影響而發生（shēng）變化，可能產生局部節點（diǎn）開焊、鏽蝕，因鋼（gāng）結構表層安裝（zhuāng）了裝飾鋁板、吊頂板、石材、玻璃幕牆等維護材料，維保人員無法及時發現結（jié）構病變。鋼結構健康監測係統（tǒng），采取多種自（zì）動監（jiān）測方式，對結構敏感部位應力檢測和結構總體變形（xíng）監測，隨時監測結構（gòu）主要節點受力情況，工作狀態，通過安裝在鋼材表麵的無線網絡傳感器，與局部（bù）區域重點監測的自動變形監測同周期性的基準（zhǔn）網、變形監測相結合，自動分析計算結構結構受力、拱架應力、拱架變形等結構安全性（xìng）能（néng），實時向人們傳遞信息，保（bǎo）障建築物整體安全性。
　　綜上所述，隨著中（zhōng）國鐵路總公（gōng）司對高速鐵路建設發展（zhǎn）的要求，高鐵鋼（gāng）結構建築物的數量也在（zài）逐年（nián）快速增長，對高鐵（tiě）鋼結構進行實時、在線、長（zhǎng）期監測是（shì）保證結構在運行使用階（jiē）段安全性以及可靠性（xìng）的至關重要一環。鋼結構健康監測係統其重要性就在（zài）於能夠準確地在結構安全隱患發生的初（chū）期，將其發現並（bìng）能夠定（dìng）位及確定隱患的程（chéng）度，進而（ér）提供結構的（de）安全性評價，預（yù）測損傷結構的剩餘（yú）壽命。鐵路管（guǎn）理單位（wèi）應當正視高鐵鋼結構健康監測係統的重要性，把高鐵鋼結構建築物的健康狀況作為重中之重，為高速鐵路建設鋼結構的發展提供安全保障。
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