橋梁調(diào)研報(bào)告

橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)調(diào)研報(bào)告目錄一、傳統(tǒng)橋梁結(jié)構(gòu)檢驗(yàn)與評(píng)定概述 1二、當(dāng)代橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)概述 2三、健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究現(xiàn)實(shí)狀況 3四、健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)施現(xiàn)實(shí)狀況 5五、健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用效果與存在問(wèn)題 9六、健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)改進(jìn)提議與發(fā)展前景 10一、傳統(tǒng)橋梁結(jié)構(gòu)檢驗(yàn)與評(píng)定概述橋梁在建成后，因?yàn)槭艿綒夂?、腐蝕、氧化或老化等原因，以及長(zhǎng)久在靜載和活載作用下易于受到損壞，對(duì)應(yīng)地其強(qiáng)度和剛度會(huì)隨時(shí)間增加而降低。這不但會(huì)影響行車安全，并會(huì)使橋梁使用壽命縮短。為確保大橋安全與交通運(yùn)輸通暢，加強(qiáng)對(duì)橋梁維護(hù)管理工作極為主要。橋梁管理目標(biāo)在于確保結(jié)構(gòu)可靠性，主要指結(jié)構(gòu)承載能力、運(yùn)行狀態(tài)和耐久性能等，以滿足預(yù)定功效要求。橋梁健康情況主要經(jīng)過(guò)利用搜集到特定信息來(lái)加以評(píng)定，并作出對(duì)應(yīng)工程決議，實(shí)施保養(yǎng)、維修與加固工作。評(píng)定主要內(nèi)容包含：承載能力、運(yùn)行狀態(tài)、耐久能力以及剩下壽命預(yù)測(cè)。承載能力評(píng)定與結(jié)構(gòu)或構(gòu)件極限強(qiáng)度、穩(wěn)定性能等關(guān)于，其評(píng)定目標(biāo)是要找出結(jié)構(gòu)實(shí)際安全貯備，以防止在日常使用中產(chǎn)生災(zāi)難性后果。運(yùn)行狀態(tài)評(píng)定與結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在日常荷載作用下變形、振動(dòng)、裂縫等關(guān)于。運(yùn)行狀態(tài)評(píng)定對(duì)于大橋工件條件確實(shí)認(rèn)和定時(shí)維涵養(yǎng)護(hù)實(shí)施十分主要。耐久能力評(píng)定側(cè)重于大橋損傷及其成因，以及其對(duì)材料物理特征影響。傳統(tǒng)上，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)評(píng)定經(jīng)過(guò)人工目測(cè)檢驗(yàn)或借助于便攜式儀器測(cè)量得到信息進(jìn)行。人工橋梁檢驗(yàn)分為經(jīng)常檢驗(yàn)、定時(shí)檢驗(yàn)和特殊檢驗(yàn)。不過(guò)人工橋梁檢驗(yàn)方法在實(shí)際應(yīng)用中有很大不足。美國(guó)聯(lián)邦公路委員會(huì)最近調(diào)查表明，依照目測(cè)檢驗(yàn)而作出評(píng)定結(jié)果平都有56%是不恰當(dāng)。傳統(tǒng)檢測(cè)方式不足之處主要表現(xiàn)在：（i）需要大量人力、物力并有很多檢驗(yàn)盲點(diǎn)。當(dāng)代大型橋梁結(jié)構(gòu)布置極其復(fù)雜，構(gòu)件多且尺寸大，加之大部分構(gòu)件和隱蔽工程部位難于直接靠近檢驗(yàn)，所以，這對(duì)當(dāng)代大型橋梁尤其突出；（ii）主觀性強(qiáng)，難于量化。檢驗(yàn)與評(píng)定結(jié)果主要取決于檢驗(yàn)人員專業(yè)知識(shí)水平以及現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)。經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)發(fā)展，即使橋梁分析設(shè)計(jì)與施工技術(shù)已日趨完善，但對(duì)一些響應(yīng)現(xiàn)象，尤其是損傷發(fā)展過(guò)程，尚處于經(jīng)驗(yàn)積累中，所以定量化描述是很主要；（iii）缺乏整體性。人工檢驗(yàn)以單一構(gòu)件為對(duì)象，而用于當(dāng)代機(jī)械、光學(xué)、超聲波和電磁波等技術(shù)檢測(cè)工具，都只能提供局部檢測(cè)和診療信息，而不能提供整體全方面結(jié)構(gòu)健康檢測(cè)和評(píng)定信息；（iv）影響正常交通運(yùn)行。對(duì)于較大型橋梁通常需要搭設(shè)觀察平臺(tái)或用觀察車輛，無(wú)可防止需要實(shí)施交通控制；（v）周期長(zhǎng)，時(shí)效性差。大型橋梁檢驗(yàn)周期可達(dá)經(jīng)年。在有重大事故或嚴(yán)重自然災(zāi)害情況下，不能向決議者和公眾提供即時(shí)信息。二、當(dāng)代橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)概述因?yàn)槿斯蛄簷z驗(yàn)程序和設(shè)施無(wú)法直接和有效地應(yīng)用于大型橋梁檢測(cè)上。所以有必要建立和發(fā)展橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)與安全評(píng)定系統(tǒng)用以監(jiān)測(cè)和評(píng)定大橋在運(yùn)行期間其結(jié)構(gòu)承載能力、運(yùn)行狀態(tài)和耐久能力等。橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)綜合了當(dāng)代傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、信號(hào)分析與處理技術(shù)、數(shù)據(jù)管理方法、知識(shí)挖掘、預(yù)測(cè)技術(shù)及橋梁結(jié)構(gòu)分析理論等多個(gè)領(lǐng)域知識(shí)，極大地延拓了橋梁檢測(cè)領(lǐng)域，提升了預(yù)測(cè)評(píng)定可靠性。當(dāng)橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損傷后，結(jié)構(gòu)一些局部和整體參數(shù)將表現(xiàn)出與正常狀態(tài)不一樣特征，經(jīng)過(guò)安裝傳感器系統(tǒng)拾取這些信息，并識(shí)別其差異就可確定損傷位置及相正確程度。經(jīng)過(guò)對(duì)損傷敏感特征量長(zhǎng)久觀察，可掌握橋梁性能劣化演變規(guī)律，以布署對(duì)應(yīng)改進(jìn)方法，延長(zhǎng)橋梁使用壽命。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為橋梁評(píng)定提供即時(shí)客觀依據(jù)，但因?yàn)橘Y源等方面所限，就現(xiàn)在情況而言，傳感器系統(tǒng)不可能涵蓋全部構(gòu)件。另外，因?yàn)閷?duì)大型橋梁在復(fù)雜環(huán)境下響應(yīng)認(rèn)識(shí)與經(jīng)驗(yàn)限制，也會(huì)造成對(duì)一些關(guān)鍵性部位監(jiān)測(cè)不足。大橋損傷大致可分為結(jié)構(gòu)性損傷與非結(jié)構(gòu)性損傷兩大類。用于結(jié)構(gòu)性損傷檢測(cè)和非結(jié)構(gòu)性損傷檢測(cè)傳感器種類和布置截然不一樣。另外，非結(jié)構(gòu)性損傷即使不會(huì)減弱結(jié)構(gòu)承載能力與耐久性，但對(duì)橋梁正常運(yùn)行造成隱患。大橋健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要功效包含：（i）監(jiān)測(cè)大橋結(jié)構(gòu)安全及運(yùn)行情況；（ii）提供大橋定時(shí)維涵養(yǎng)護(hù)所需要信息；（iii）檢驗(yàn)大橋設(shè)計(jì)假定和設(shè)計(jì)參數(shù)可靠性和準(zhǔn)確性。我們尤其強(qiáng)調(diào)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能服務(wù)于大橋定時(shí)維修與管理。這一功效將經(jīng)過(guò)建立專門構(gòu)件危險(xiǎn)及易損性評(píng)級(jí)系統(tǒng)和基于整體檢測(cè)與局部檢測(cè)評(píng)定體系相結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)。，建立一個(gè)技術(shù)先進(jìn)、穩(wěn)定高效橋梁健康監(jiān)測(cè)和安全評(píng)價(jià)系統(tǒng)，對(duì)于提升橋梁工程設(shè)計(jì)、施工和管理水平亦具備十分主要意義。圖1橋梁健康監(jiān)測(cè)構(gòu)架圖三、健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究現(xiàn)實(shí)狀況橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)與安全評(píng)價(jià)系統(tǒng)包括研究范圍包含：傳感器優(yōu)化布設(shè)與系統(tǒng)集成研究，數(shù)據(jù)采集、處理、顯示及存放研究，結(jié)構(gòu)狀態(tài)評(píng)定研究。傳感器優(yōu)化布設(shè)(傳感器類型，位置和數(shù)量)對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果起決定作用。因?yàn)榭陀^原因制約，傳感器數(shù)量總是有限，怎樣布設(shè)有限數(shù)量傳感器從噪聲信號(hào)中實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)狀態(tài)改變信息最優(yōu)采集，是大跨度橋梁健康監(jiān)測(cè)關(guān)鍵技術(shù)之一。系統(tǒng)集成是將系統(tǒng)內(nèi)不一樣功效子系統(tǒng)在物理上、邏輯上和功效上連接在一起，以實(shí)現(xiàn)信息綜合分析和管理。系統(tǒng)集成是橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)智能化程度主要標(biāo)志，意在實(shí)現(xiàn)資源共享和信息綜合，其發(fā)展方向是“一體化集成”和開(kāi)放分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，與外部各種通信網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，組成信息高速公路一個(gè)節(jié)點(diǎn)或廣義“信息點(diǎn)”。數(shù)據(jù)采集、處理、存放及提取是橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要內(nèi)容。應(yīng)向滿足多媒體、同時(shí)化、寬帶化、高速率、大容量等信息傳輸要求方向發(fā)展，確保系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)、同時(shí)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，及時(shí)有效地處理、分析、存放和管理龐大數(shù)據(jù)流。橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)評(píng)定是橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)關(guān)鍵和目標(biāo)。借助于有限元分析模型和大量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，采取統(tǒng)計(jì)、系統(tǒng)識(shí)別和模式識(shí)別方法，評(píng)定橋梁結(jié)構(gòu)環(huán)境和條件狀態(tài)，監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)性能及其退化趨勢(shì)。系統(tǒng)識(shí)別法以結(jié)構(gòu)系統(tǒng)模型和模型估量(或修正)為基礎(chǔ)，經(jīng)過(guò)識(shí)別模型參數(shù)改變來(lái)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與損傷診療?；谔卣髂Ｊ阶R(shí)別法是利用傳感器信號(hào)適當(dāng)特征，經(jīng)過(guò)模式分類過(guò)程來(lái)辨識(shí)結(jié)構(gòu)改變。所謂“特征”是由測(cè)量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換得到、反應(yīng)結(jié)構(gòu)狀態(tài)分類本質(zhì)量。振動(dòng)模態(tài)參數(shù)是最早用來(lái)識(shí)別結(jié)構(gòu)損傷特征，現(xiàn)在得到普遍認(rèn)同一個(gè)最實(shí)用方法就是結(jié)合系統(tǒng)識(shí)別、振動(dòng)理論、振動(dòng)測(cè)試技術(shù)、信號(hào)采集與分析等跨學(xué)科技術(shù)試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析法。這種方法大致可分為模型修正法和指紋分析法兩大類。伴隨當(dāng)代傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)與通訊技術(shù)、信號(hào)分析與處理技術(shù)及結(jié)構(gòu)振動(dòng)分析理論快速發(fā)展，大型橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)與安全評(píng)價(jià)技術(shù)，近年來(lái)已成為國(guó)內(nèi)外工程界和學(xué)術(shù)界關(guān)注熱點(diǎn)。從現(xiàn)在理論研究情況來(lái)看:近年來(lái)，結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域涌現(xiàn)了大量研究論文，這些論文研究?jī)?nèi)容包含智能傳感器、傳感器優(yōu)化布置、數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸、損傷識(shí)別方法、橋梁狀態(tài)評(píng)定、橋梁生命周期管理養(yǎng)護(hù)等。另外，還舉行了許多以結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)為主題國(guó)際會(huì)議，如:國(guó)際健康監(jiān)測(cè)研討會(huì)、歐洲健康監(jiān)測(cè)研討會(huì)、新型結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)研討會(huì)和智能結(jié)構(gòu)和健康監(jiān)測(cè)會(huì)議。另外，國(guó)際模態(tài)會(huì)議、SPIE年會(huì)、歐洲智能結(jié)構(gòu)和材料會(huì)議、國(guó)際結(jié)構(gòu)控制會(huì)議等都有結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)和損傷識(shí)別專題。另外，很多研究者正致力于研究并制訂橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)指南和規(guī)范，如:Lauzon等研究者提出了一個(gè)橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)提議;美國(guó)Dexrel大學(xué)Aktan教授等制訂了比較詳細(xì)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)指南;加拿大ISIS組織主席Mufti教授也主持起草了一份結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)指南。英國(guó)研究者制訂了一個(gè)指導(dǎo)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)指南。香港理工大學(xué)以高贊明教授為首課題組也正致力于研究制訂專門用于大跨索橋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)指南。鑒于橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)與安全評(píng)價(jià)系統(tǒng)已在世界上得到廣泛應(yīng)用，國(guó)際橋梁協(xié)會(huì)于7月在瑞士決定制訂關(guān)于橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)國(guó)際規(guī)程，以指導(dǎo)和推進(jìn)該項(xiàng)技術(shù)在各國(guó)應(yīng)用。四、健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)施現(xiàn)實(shí)狀況伴隨當(dāng)代傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)與通訊技術(shù)、信號(hào)分析與處理技術(shù)及結(jié)構(gòu)振動(dòng)分析理論快速發(fā)展，大型橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)與狀態(tài)評(píng)定近年來(lái)已成為國(guó)內(nèi)外工程界和學(xué)術(shù)界關(guān)注熱點(diǎn)。橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)與安全評(píng)價(jià)系統(tǒng)總目標(biāo)是經(jīng)過(guò)測(cè)量反應(yīng)大橋環(huán)境激勵(lì)和結(jié)構(gòu)響應(yīng)狀態(tài)一些信息，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大橋工作性能和評(píng)價(jià)大橋工作條件，以確保大橋安全運(yùn)行及為大橋養(yǎng)護(hù)維修提供科學(xué)依據(jù)。與傳統(tǒng)橋梁監(jiān)測(cè)方法(包含眾多無(wú)損檢測(cè)技術(shù))不一樣，橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)與安全評(píng)價(jià)系統(tǒng)重在診療可能發(fā)生結(jié)構(gòu)損傷或?yàn)?zāi)難條件和環(huán)境原因，評(píng)定結(jié)構(gòu)性能退化征兆和趨勢(shì)，方便及時(shí)采取養(yǎng)護(hù)維修方法。而傳統(tǒng)檢測(cè)方法重在損傷發(fā)生后檢驗(yàn)損傷存在并采取維修加固伎倆，所以，橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)與安全評(píng)價(jià)系統(tǒng)概念具備革命性變革。經(jīng)過(guò)對(duì)傳感器革新和自動(dòng)遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)更新?lián)Q代，橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)與安全評(píng)價(jià)系統(tǒng)正向簡(jiǎn)單易裝、經(jīng)濟(jì)可行、持久可靠方向發(fā)展，并已在世界許多大橋得到應(yīng)用。表1列出了世界上安裝監(jiān)測(cè)系統(tǒng)部分橋梁，其中陽(yáng)邏長(zhǎng)江大橋、北京清河橋以及南寧大橋?yàn)槲以撼薪?，?、表3為傳感器裝備情況，表4為健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)投資情況。表1安裝健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)部分橋梁橋梁名稱結(jié)構(gòu)類型跨度（米）位置昂船洲橋斜拉橋1018中國(guó)香港西部通道斜拉橋210中國(guó)香港汀九橋斜拉橋127+448+475+127中國(guó)香港汲水門橋斜拉橋160+430+160中國(guó)香港南京二橋斜拉橋628中國(guó)徐浦大橋斜拉橋590中國(guó)Skarsundet斜拉橋240+530+240挪威RamaIX斜拉橋166+450+166泰國(guó)Jindo斜拉橋70+344+70韓國(guó)NewHaengJu斜拉橋160+120+100韓國(guó)柜石島橋斜拉橋700日本多多羅橋斜拉橋890日本Normandie橋斜拉橋856法國(guó)大佛寺橋斜拉橋198+450+198中國(guó)南京三橋斜拉橋257+648+257中國(guó)杭州灣跨海橋斜拉橋448中國(guó)蕪湖橋斜拉橋180+312+180中國(guó)清河橋斜拉橋108+66+36中國(guó)潤(rùn)揚(yáng)橋斜拉橋/懸索橋406/1490中國(guó)江陰橋懸索橋1388中國(guó)虎門橋懸索橋888中國(guó)陽(yáng)邏橋懸索橋1280中國(guó)青馬橋懸索橋455+1375+300中國(guó)香港明石橋懸索橋960+1991+960日本南備贊瀨戶橋懸索橋274+1100+274日本GreatBelt橋懸索橋535+1624+535丹麥Namhae橋懸索橋128+404+128韓國(guó)Yeongjing橋懸索橋505韓國(guó)菜園壩鋼箱系桿拱102+420+88中國(guó)錢江四橋鋼管拱橋2190+789中國(guó)盧浦橋全鋼拱橋550中國(guó)南寧橋蝴蝶拱橋300中國(guó)CommodoreBarry橋鋼桁架橋501美國(guó)HAM42-0992連續(xù)梁17+24+17美國(guó)石板坡橋連續(xù)剛構(gòu)330中國(guó)Taylor橋簡(jiǎn)支梁533加拿大表2國(guó)內(nèi)部分橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)傳感器橋橋傳感器昂船洲橋西部通道青馬大橋汲水門橋汀九大橋虎門大橋江陰大橋錢江四橋南京三橋蘇通大橋潤(rùn)揚(yáng)大橋陽(yáng)邏大橋風(fēng)速儀2476272482溫度計(jì)488118115224832640321376493振動(dòng)傳感器606617645812302817356位移計(jì)44222812√38應(yīng)變計(jì)3201561103012824641820132振弦式應(yīng)變儀140840√光纖傳感器87601296磁感應(yīng)傳感器71242水平儀95車軸車速儀22666√2√GPS1014+2677+11458125EM測(cè)力2436√傾角儀106√全站儀12+2電子測(cè)距1/16攝像儀162√√√腐蝕1622422氣壓計(jì)23濕度計(jì)2366雨量計(jì)23表3國(guó)外部分橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)傳感器橋名橋名傳感器明石大橋南備贊瀨戶橋柜石島橋GreatBeltHAM42-0992CommodoreBarry橋Taylor大橋風(fēng)速儀944√4溫度計(jì)√201+120加速度計(jì)102723√216位移計(jì)766√17焊接式應(yīng)變儀8√18+45626振弦式應(yīng)變儀10148光纖傳感器√65車軸車速儀√2GPS3速度計(jì)12傾角儀2+136攝像儀4表4部分橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)投資橋名橋型跨度(米)時(shí)間系統(tǒng)投資青馬大橋懸索橋455+1375+3001997萬(wàn)英鎊汀九橋斜拉橋127+448+475+127汲水門橋斜拉橋160+430+160江陰橋懸索橋138819992800萬(wàn)人民幣南京三橋斜拉橋257+648+2571130萬(wàn)人民幣陽(yáng)邏大橋懸索橋12801001萬(wàn)人民幣菜園壩大橋鋼箱系桿拱102+420+88880萬(wàn)人民幣清河大橋斜拉橋108+66+36255萬(wàn)人民幣南寧大橋蝴蝶拱橋300420萬(wàn)人民幣鄂東橋斜拉橋9261300萬(wàn)人民幣五、健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用效果與存在問(wèn)題從橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)踐應(yīng)用效果來(lái)看，建立健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)大橋，基本上能夠?qū)崟r(shí)取得橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)力、變形以及變位等參數(shù)，用以實(shí)時(shí)評(píng)定橋梁實(shí)際工作狀態(tài)和預(yù)測(cè)橋梁功效改變，給管理部門及時(shí)作出合理維修策略提供主要依據(jù)。有監(jiān)測(cè)系統(tǒng)準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)了大橋經(jīng)歷船撞擊等突發(fā)情況下響應(yīng)，并判斷出大橋是否所以而損壞，使管理部門作出了準(zhǔn)確而及時(shí)決議反應(yīng)。橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一個(gè)正在逐步被學(xué)術(shù)界和工程界廣泛接收并應(yīng)用新課題，在現(xiàn)在實(shí)際工程應(yīng)用實(shí)踐中，尚存在一些比較普遍問(wèn)題：（i）缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)規(guī)模差異性較大，有系統(tǒng)安裝了上千個(gè)傳感器，有系統(tǒng)則僅安裝了幾十個(gè)傳感器；（ii）傳感器選型與布設(shè)合理性有待商榷。部分傳感器精度或耐久性不夠，有測(cè)點(diǎn)布置不合理，因?yàn)橛行蛄航】当O(jiān)測(cè)系統(tǒng)并不是由橋梁專業(yè)人員設(shè)計(jì)，或者這些設(shè)計(jì)者缺乏豐富橋梁檢測(cè)與評(píng)定經(jīng)驗(yàn)，使得其測(cè)點(diǎn)布設(shè)不甚合理，造成現(xiàn)在橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)點(diǎn)布置規(guī)模差異性較大，造成投資浪費(fèi)或關(guān)鍵數(shù)據(jù)缺失；（iii）健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)本身使用壽命難以得到確保，傳感器壽命和傳輸線路長(zhǎng)久使用是否通暢是影響到監(jiān)測(cè)系統(tǒng)使用壽命關(guān)鍵；（iv）環(huán)境影響及測(cè)量噪聲難以完全消除，降低了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可靠性。測(cè)量數(shù)據(jù)不完整性，給分析帶來(lái)困難；（v）有些大橋健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)獲取了海量數(shù)據(jù)，不過(guò)未有效及時(shí)處理，分析人員缺乏足夠橋梁知識(shí)，造成數(shù)據(jù)災(zāi)難；（vi）橋梁健康情況評(píng)價(jià)體系不完備。有些橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)即使監(jiān)測(cè)到了大量數(shù)據(jù)，不過(guò)因?yàn)樵u(píng)定理論本身不完善及部分橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)評(píng)定模塊建立缺乏有經(jīng)驗(yàn)橋梁評(píng)定專業(yè)人員，使得監(jiān)測(cè)到有效數(shù)據(jù)未能有效應(yīng)用于橋梁情況評(píng)定之中；（vii）理論與實(shí)踐及相關(guān)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合需要加強(qiáng)。健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域涌現(xiàn)了大量研究論文，但現(xiàn)在有些理論并不能有效應(yīng)用于工程實(shí)踐；健康系統(tǒng)由許多子系統(tǒng)組成，怎樣將這些子系統(tǒng)更有效結(jié)合起來(lái)進(jìn)行評(píng)定需要深入研究。六、健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)改進(jìn)提議與發(fā)展前景針對(duì)現(xiàn)在橋梁檢測(cè)系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，我們有必要加強(qiáng)研究，更深入優(yōu)化監(jiān)測(cè)技術(shù)、完善健康監(jiān)測(cè)以及安全評(píng)價(jià)理論。結(jié)合我企業(yè)長(zhǎng)久從事橋梁研究實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，我們提出一些健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)改進(jìn)提議，以做到在現(xiàn)有技術(shù)水平基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出功效全方面、性能優(yōu)良、穩(wěn)定耐久、經(jīng)濟(jì)合理切合大橋管理實(shí)際維護(hù)要求橋梁健康監(jiān)測(cè)與安全評(píng)價(jià)系統(tǒng)。（i）采取健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與傳統(tǒng)檢驗(yàn)方法相結(jié)合進(jìn)行大橋管理維護(hù)新策略，發(fā)展數(shù)字電子管養(yǎng)系統(tǒng)。建立好大橋健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)后，理論上只需一臺(tái)能夠上網(wǎng)電腦，就能夠在世界任何地方對(duì)大橋工作情況了如指掌。當(dāng)然，實(shí)時(shí)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)雖可為橋梁評(píng)定提供即時(shí)客觀依據(jù)，但首先因?yàn)橘Y源、成本等方面限制，就現(xiàn)在情況而言，傳感器系統(tǒng)不可能涵蓋大橋全部構(gòu)件。另外，因?yàn)楝F(xiàn)階段對(duì)大型橋梁在復(fù)雜環(huán)境下響應(yīng)認(rèn)識(shí)與經(jīng)驗(yàn)限制，也會(huì)造成對(duì)一些關(guān)鍵性部位監(jiān)測(cè)不足。所以，在現(xiàn)有技術(shù)水平下，要防止完全依賴健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行橋梁工作狀態(tài)評(píng)定思想，應(yīng)該適當(dāng)與傳統(tǒng)檢驗(yàn)方法結(jié)合對(duì)大橋進(jìn)行管理維護(hù)。健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)全橋整體工作性能、與橋梁安全直接相關(guān)關(guān)鍵點(diǎn)監(jiān)測(cè)以及突發(fā)事件報(bào)警，從總體上把握全橋工作狀態(tài)，而傳統(tǒng)檢驗(yàn)方法應(yīng)與健康系統(tǒng)結(jié)合一起對(duì)一些局部位置進(jìn)行檢驗(yàn)。假如能將橋梁人工檢驗(yàn)與先進(jìn)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，那么現(xiàn)存檢測(cè)方法中許多不足之處可有效消除。橋梁管理維護(hù)新策略如圖2所表示，它綜合了傳統(tǒng)人工檢驗(yàn)方法與當(dāng)代監(jiān)測(cè)技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。圖2當(dāng)代橋梁維護(hù)策略健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在橋梁維護(hù)管理中作用是依照傳感器系統(tǒng)測(cè)量值或其衍生量對(duì)橋梁整體與局部作出合理評(píng)定。其中，評(píng)定式維護(hù)工作指對(duì)橋梁構(gòu)件不正常表現(xiàn)作出即時(shí)診療并找出其根源。預(yù)測(cè)性維護(hù)意在及早發(fā)覺(jué)災(zāi)難性破壞隱患，方便能采取方法加以消除或最低程度對(duì)其進(jìn)行控制和延緩。從這個(gè)意義上說(shuō)，完整大橋健康統(tǒng)計(jì)對(duì)大跨度橋梁健康狀態(tài)作出明確清楚預(yù)測(cè)評(píng)定是十分主要。預(yù)防性維護(hù)經(jīng)過(guò)定時(shí)現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)來(lái)落實(shí)，由目測(cè)或借助一些儀器對(duì)那些尚不明晰問(wèn)題進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，比如腐蝕、徐變等。當(dāng)檢測(cè)出橋梁有損傷發(fā)生時(shí)，就需要對(duì)其進(jìn)行加固，這是顯然。在大橋整個(gè)設(shè)計(jì)使用壽命內(nèi)，在確保大橋安全可靠運(yùn)行前提下，使維護(hù)管理保持在相對(duì)較低穩(wěn)定水平，這是引進(jìn)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)與安全評(píng)定系統(tǒng)終極意義之所在。（ii）充分利用好健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)早期數(shù)據(jù)。從當(dāng)前實(shí)際應(yīng)用橋梁健康系統(tǒng)來(lái)看，健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)本身使用壽命難以確保，而在大橋投入使用早期健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)各子系統(tǒng)工作情況很好，所以，我們認(rèn)為應(yīng)該充分利用這段時(shí)間實(shí)時(shí)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所監(jiān)測(cè)結(jié)果，建立起大橋健康工作狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，為以后損傷識(shí)別和評(píng)定提供強(qiáng)有力依據(jù)，且經(jīng)過(guò)這段時(shí)間監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，找準(zhǔn)橋梁各構(gòu)件改變趨勢(shì)，建立起精準(zhǔn)可靠預(yù)測(cè)模式，為制訂長(zhǎng)久穩(wěn)定檢驗(yàn)維護(hù)計(jì)劃作準(zhǔn)備。（iii）確保關(guān)鍵測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)長(zhǎng)久正常采集。橋梁健康系統(tǒng)工作若干年后，通常都會(huì)有一個(gè)系統(tǒng)老化問(wèn)題，部分傳感器和傳輸線路不能正常工作，造成數(shù)據(jù)不能正常采集。切合當(dāng)前實(shí)際情況，我們思緒是系統(tǒng)運(yùn)行若干年后，要確保與橋梁安全直接相關(guān)關(guān)鍵點(diǎn)依然能正常運(yùn)行，這些關(guān)鍵點(diǎn)是經(jīng)過(guò)橋梁結(jié)構(gòu)分析、實(shí)橋經(jīng)驗(yàn)以及前期健康監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)確定，在這些關(guān)鍵點(diǎn)選擇耐久性好且易于