橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)

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1、橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)——發(fā)展與挑戰(zhàn)報告人：張宇峰長大橋梁健康檢測與診斷技術(shù)交通行業(yè)重點實驗室江蘇省公路橋梁工程技術(shù)研究中心江蘇省長大橋梁健康監(jiān)測數(shù)據(jù)中心蘇交科集團股份有限公司2015.04.22上海目錄1、什么是橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測2、為什么要做橋梁健康監(jiān)測3、目前技術(shù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)4、應(yīng)用案例5、發(fā)展展望1.健康監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用的必要性橋梁:交通樞紐、生命線工程、地方經(jīng)濟發(fā)展的推動力突飛猛進、規(guī)模空前20世紀(jì)90年代以來，我國新建橋梁占全世界的47%公路橋梁73.53萬座（世界第一）每年造橋數(shù)量過萬座1.健康監(jiān)測系統(tǒng)

2、應(yīng)用的必要性1996年，帕勞共和國的Koror-1994年韓國漢城圣水Babeldaob橋倒塌，6人傷亡。2001年，葡萄牙杜羅河公路大橋斷塌，死亡32人。橋坍塌，70余人落水失蹤。2007年，美國明尼蘇達州大橋坍2011年，我國福建武夷山公館2012年，我國哈爾濱陽明灘大橋引塌，100多人傷亡。大橋垮塌（1死，22傷）橋斷裂（3死，5傷）橋梁安全已成為國際橋梁界的關(guān)注熱點1.健康監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用的必要性鋼橋疲勞開裂失穩(wěn)斷裂風(fēng)致顫振拉索腐蝕斷絲橋梁投資大、服役周期長、工作環(huán)境惡劣、病害普遍坑蝕混?美國公路橋6

3、0萬座，病橋28.6%，結(jié)構(gòu)性缺陷15%凝?歐洲各類病橋：838，000座土橋?美國橋梁投資：最大寬度902.4mm％更新維修，10％新建橋梁長期變形過大混凝土開裂鋼筋銹蝕支座病害?我國公路橋70萬座，各類病橋10萬座?危橋數(shù)量呈現(xiàn)出邊治邊增的趨勢突發(fā)事件船只碰撞列車沖擊地震破壞貨車超載1.健康監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用的必要性國內(nèi)外橋梁事故的經(jīng)驗教訓(xùn)表明：當(dāng)橋梁使用十至二十年左右時，設(shè)計和施工時的缺陷將完全暴露出來，同時，因長期使用而累積的結(jié)構(gòu)損傷和疲勞也有危及橋梁基本安全的可能，但是，此時橋梁損傷的外在表征又往往表

4、現(xiàn)不夠明顯，因此最易發(fā)生安全事故。傳統(tǒng)檢查方法存在諸多缺點，限制決定了其無法直接有效地應(yīng)用于大型橋梁的健康狀況檢查。（i）需要大量人力、物力和財力并有諸多檢查盲點；（ii）主觀性強，難于量化；（iii）缺少整體性；（iv）影響正常交通運行；（v）周期長，實時性差。美國聯(lián)邦公路委員會：由人工檢查做出的評估結(jié)果有56%是不恰當(dāng)?shù)摹?.健康監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用的必要性疾病檢查診斷治療監(jiān)測檢查診斷維修1.健康監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用的必要性健康監(jiān)測——為橋梁構(gòu)建神經(jīng)系統(tǒng)大腦神經(jīng)中樞狀態(tài)評估?傳輸網(wǎng)神經(jīng)末梢傳感器人體神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)

5、測系統(tǒng)2.橋梁健康監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用?已在國內(nèi)外大量橋梁上得到應(yīng)用國內(nèi)外超過300座橋梁WIMAnemometerAccelerometer&SeismometerTemperatureSensor4EStrainGauge3EGPSRoverStation2EDisplacementTransducer1EBarometer,RainGauge,HygrometerEastCorrosionSensorTowerDigitalVideoCameraWIMWeigh-In-MotionSystemNum

6、berofsensors>1200WIMWestSensorsontheStonecuttersBridgeTower1W2W3W4W2.橋梁健康監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用1.江蘇省大型橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀灌河大橋淮安大橋潤揚大橋南京二橋江陰大橋崇啟大橋泰州大橋南京三橋南京四橋蘇通大橋2.橋梁健康監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用?國際會議?當(dāng)前橋梁界主要研究熱點之一國際健康監(jiān)測研討會智能結(jié)構(gòu)和健康監(jiān)測會議?80年代——90年代末期國際模態(tài)會議傳感技術(shù)（智能材料+智能傳感器）SPIE年會+探索性工程應(yīng)用國際橋梁維護、安全

7、和管理會議–美國80年代中后期、英國80年代后期、日本、香港90年代初?協(xié)會組織期、中國內(nèi)地90年代后期國際智能結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測協(xié)會?90末期——現(xiàn)在（ISHMII)傳感技術(shù)（高性能特殊傳感器）+傳輸技術(shù)+示范工程?國際期刊JournalofIntelligentMaterialSystems–目前全世界已有超過300座大JournalSmartmaterialsandStructures橋上安裝有規(guī)模各異的健康監(jiān)StructuralHealthMonitoring測系統(tǒng)SmartStructuresandS

8、ystems2.橋梁健康監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用?已在國內(nèi)外大量橋梁上得到應(yīng)用?當(dāng)前橋梁界主要研究熱點之一?國家已有相關(guān)政策要求?交通運輸部對橋梁監(jiān)測監(jiān)測已有明確要求?《公路橋梁養(yǎng)護管理工作制度》：對特別重要的特大橋，應(yīng)建立符合自身特點的養(yǎng)護管理系統(tǒng)和健康監(jiān)測系統(tǒng)?《十二五公路養(yǎng)護管理發(fā)展綱要》：重點加強橋隧養(yǎng)護管理工作，強化健康監(jiān)測和實施監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)……?多個城市對橋梁健康監(jiān)測提出明確要求如：天津市市政管理局發(fā)布《關(guān)于加強市政公