橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)

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1、橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)——發(fā)展與挑戰(zhàn)報(bào)告人：張宇峰長(zhǎng)大橋梁健康檢測(cè)與診斷技術(shù)交通行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室江蘇省公路橋梁工程技術(shù)研究中心江蘇省長(zhǎng)大橋梁健康監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中心蘇交科集團(tuán)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(cè)2、為什么要做橋梁健康監(jiān)測(cè)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(cè)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(jì)發(fā)展的推動(dòng)力突飛猛進(jìn)、規(guī)?？涨?0世紀(jì)90年代以來(lái)，我國(guó)新建橋梁占全世界的47%公路橋梁73.53萬(wàn)座（世界第一）每年造橋數(shù)量過(guò)萬(wàn)座1.健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

2、應(yīng)用的必要性1996年，帕勞共和國(guó)的Koror-1994年韓國(guó)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(guó)明尼蘇達(dá)州大橋坍2011年，我國(guó)福建武夷山公館2012年，我國(guó)哈爾濱陽(yáng)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(guó)際橋梁界的關(guān)注熱點(diǎn)1.健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用的必要性鋼橋疲勞開(kāi)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(zhǎng)、工作環(huán)境惡劣、病害普遍坑蝕混?美國(guó)公路橋6

3、0萬(wàn)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(guó)橋梁投資：最大寬度902.4mm％更新維修，10％新建橋梁長(zhǎng)期變形過(guò)大混凝土開(kāi)裂鋼筋銹蝕支座病害?我國(guó)公路橋70萬(wàn)座，各類病橋10萬(wàn)座?危橋數(shù)量呈現(xiàn)出邊治邊增的趨勢(shì)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(cè)系統(tǒng)應(yīng)用的必要性國(guó)內(nèi)外橋梁事故的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)表明：當(dāng)橋梁使用十至二十年左右時(shí)，設(shè)計(jì)和施工時(shí)的缺陷將完全暴露出來(lái)，同時(shí)，因長(zhǎng)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(shí)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(diǎn)，限制決定了其無(wú)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(cái)力并有諸多檢查盲點(diǎn)；（ii）主觀性強(qiáng)，難于量化；（iii）缺少整體性；（iv）影響正常交通運(yùn)行；（v）周期長(zhǎng)，實(shí)時(shí)性差。美國(guó)聯(lián)邦公路委員會(huì)：由人工檢查做出的評(píng)估結(jié)果有56%是不恰當(dāng)?shù)摹?.健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用的必要性疾病檢查診斷治療監(jiān)測(cè)檢查診斷維修1.健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用的必要性健康監(jiān)測(cè)——為橋梁構(gòu)建神經(jīng)系統(tǒng)大腦神經(jīng)中樞狀態(tài)評(píng)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(cè)系統(tǒng)2.橋梁健康監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用?已在國(guó)內(nèi)外大量橋梁上得到應(yīng)用國(guó)內(nèi)外超過(guò)300座橋梁WIMAnemometerAccelerometer&SeismometerTemperatureSensor4EStrainGauge3EGPSRoverStation2EDisplacementTransducer1EBarometer,RainGauge,HygrometerEastCorrosionSensorTowerDigitalVideoCameraWIMWeigh-In-MotionSystemNum

6、berofsensors>1200WIMWestSensorsontheStonecuttersBridgeTower1W2W3W4W2.橋梁健康監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用1.江蘇省大型橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀灌河大橋淮安大橋潤(rùn)揚(yáng)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(cè)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用?國(guó)際會(huì)議?當(dāng)前橋梁界主要研究熱點(diǎn)之一國(guó)際健康監(jiān)測(cè)研討會(huì)智能結(jié)構(gòu)和健康監(jiān)測(cè)會(huì)議?80年代——90年代末期國(guó)際模態(tài)會(huì)議傳感技術(shù)（智能材料+智能傳感器）SPIE年會(huì)+探索性工程應(yīng)用國(guó)際橋梁維護(hù)、安全

7、和管理會(huì)議–美國(guó)80年代中后期、英國(guó)80年代后期、日本、香港90年代初?協(xié)會(huì)組織期、中國(guó)內(nèi)地90年代后期國(guó)際智能結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)協(xié)會(huì)?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(guó)際期刊JournalofIntelligentMaterialSystems–目前全世界已有超過(guò)300座大JournalSmartmaterialsandStructures橋上安裝有規(guī)模各異的健康監(jiān)StructuralHealthMonitoring測(cè)系統(tǒng)SmartStructuresandS

8、ystems2.橋梁健康監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用?已在國(guó)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(diǎn)之一?國(guó)家已有相關(guān)政策要求?交通運(yùn)輸部對(duì)橋梁監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)已有明確要求?《公路橋梁養(yǎng)護(hù)管理工作制度》：對(duì)特別重要的特大橋，應(yīng)建立符合自身特點(diǎn)的養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)和健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)?《十二五公路養(yǎng)護(hù)管理發(fā)展綱要》：重點(diǎn)加強(qiáng)橋隧養(yǎng)護(hù)管理工作，強(qiáng)化健康監(jiān)測(cè)和實(shí)施監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)……?多個(gè)城市對(duì)橋梁健康監(jiān)測(cè)提出明確要求如：天津市市政管理局發(fā)布《關(guān)于加強(qiáng)市政公