自20世紀50年代以來,隨著橋梁建設事業的迅猛發展,橋梁健康監測的重要性逐漸被認識,但受檢測、監測手段比較落后的限制,在應用上一直未得到推廣和重視。近年來隨著大跨徑橋梁的輕柔化及形式與功能的復雜化,對已建成的橋梁采用有效的手段監測和評定健康狀況、維修和控制損傷,對新建的橋梁總結以往的經驗和教訓,建立長期的安全健康監測、振動和損傷控制系統,已成為目前國內外學術界、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有益的嘗試:丹麥曾對總長
近20年來,運用整體健康監測對橋梁結構進行系統化檢查與評估的研究工作已有很大發展。目前現代橋梁健康診斷試驗與研究中取得的進展主要有以下幾個方面:
1、在車重、車速及支承對橋梁模態參數的影響方面有深入研究的理論基礎上,可以證明用環境振動法進行橋梁自動檢測的可行性。
2、人們對橋梁健康監測的重視程度逐年增加。越來越多的新建橋梁安裝橋梁健康監測系統不但用于運營階段橋梁狀態的監測,而且從施工控制開始完整、連續的記錄結構的各種變化信息。
3、監測內容全面完整。不僅對結構本身的狀態和行為(如應力、位移、加速度、動力特性等)進行監測,而且還對環境條件(如風、地震、溫度、車輛荷載等)的記錄監測和分析。
4、監測儀器設備多元化、先進化。資金條件允許下,很多監測系統都采用當時較先進的儀器,現在較為先進的儀器有光纖傳感器和 GPS 等。
5、監測系統本身的整體功能在不斷完善。大部分監測系統都快速大量的信息采集與傳輸通訊能力,有的還實現了通過計算機網絡遠程傳輸和控制、分析、診斷功能。
6、開發了各種基于頻率、振型、模態曲率、模態應變等改變量的損傷識別定位技術,在處理方法上探尋了 MAC(模態保證準則)法、COMAC(坐標模態保證準則)法、柔度矩陣法、矩陣振動修正法、非線性迭代法及神經網絡法等。
對結構整體監測的理論研究主要集中于利用基于環境結構振動特性或響應的變化進行損傷識別的技術。結構在各種激勵下的動力響應是其整體狀態的一種量度,當結構的質量、剛度和阻尼特性因結構損傷(質量退化)而發生任何變化其
大跨度橋梁(實際上包括土木工程中的所有大型結構在內)健康監測及狀態評估技術的研究目前仍然處于探索階段,需要多學科的進一步交叉與發展,特別是大型橋梁的動力測試技術和信號處理技術。前面探討的基于環境結構振動特性或響應的變化進行損傷識別技術的出現為最終實現這一目標展現了美好的前景,而推動這一技術在實踐中真正的應用,基本實現大型橋梁健康監測(長期、定時、自動、經濟、不妨礙交通)的要求,尚有許多問題有待研究。此項技術的最終成功應用,其在結構安全、可靠(對地震,強風等強烈自然災害后結構的狀態進行快速和有效的評估,為維修決策提供依據),延長結構使用壽命(提早發現不定時的損傷累積,為有效遏制事態嚴重化提供保障)和科學探索(揭示結構在自然環境中真實的結構響應以驗證現有橋梁理論)等方面將產生重大的技術變革。