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大型結構（gòu）的健康監測
更新時間：2021-04-10 17:51
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　　摘 要：本（běn）文說明了大型結構（gòu）工程的興建，需要（yào）健康監測係統的建立。介紹了結構健康監測係統（tǒng）的概念、組成，並詳細（xì）闡述（shù）了（le）結構損傷識別的概念、方法及其重要性，最（zuì）後指出（chū）了需要進一步研究的問（wèn）題。 
　　關鍵詞：大型結構（gòu）、健康監測（cè）、損傷識別（bié）技術（shù） 　 
　　隨著經濟（jì）的發（fā）展和科學技術的進步，許多大型複雜工程結構得（dé）以興建，如超大跨橋梁、用於大型體（tǐ）育賽事的（de）超（chāo）大跨空間結構、超高層建築、大型（xíng）水利工程、海洋平台結構以及核電站建築等，它們的使用期長達幾十年、甚至（zhì）上百（bǎi）年，環（huán）境侵（qīn）蝕、材料老化和荷載的長期效應、疲勞與突變等災（zāi）害因素的（de）耦合作（zuò）用將不可避免地導致結（jié）構和係統的損傷積累和抗力衰減，從（cóng）而在極端情況下引發災難性的突發事故。為了保障結構的安全、可靠，許（xǔ）多在役重（chóng）大工程結構和基礎設（shè）施急需采用有效的手段監測和評定其安全狀況；新建的（de）大型（xíng）結構和基礎設施在總結過去經驗的基礎上增設了長期健康監測係統，以監測結構的服役安（ān）全狀況。結構健康監測已成為國際土木工程領域的前沿研究方向。 
　　1 健康監測概（gài）述 
　　結構健康監測（Structural Health Monitoring，簡稱SHM ）指利用現場的無損傳感技術，通過包（bāo）括結（jié）構響應在內的結構係統特性分析，達（dá）到檢測結構（gòu）損傷或退化的目的。其基本思想（xiǎng）是（shì）通過測量結構在超常荷載前後的響應來推斷（duàn）結構特性的變化，進而探測和評價結構的損傷；或（huò）者通過持續監測來發現結構的長期退化 。 
　　大型結構工（gōng）程健康監測（cè）是一個實時的，又是一個長期的過程，貫穿了施工階段、服役階（jiē）段。包括了健康監（jiān）測計劃的製定、監測測點的布置、監測數據（jù）的采集、損傷識別、損傷部位的加固、修複。 
　　損傷識別技術是結構健康監測的核心技術，依靠成熟的數據采集及分析方法，以正確的損傷識別理論作指導，對（duì）工程結（jié）構的健康狀況做出（chū）正確評（píng）估。 
　　2 結構（gòu）損傷識別技術 
　　結構損傷識別是健康監測的（de）核心（xīn）技術，也是（shì）結構健康（kāng）監測係統研（yán）究的（de）難點之一，是當前國內外研究的熱點（diǎn）問題。主要目的就是根據實際測量的數據，通過一定的技術手段，對結構是否存在損傷、位置、程度等問題作出準確合理的判斷。 
　　結構（gòu）損傷識別主要包括四方麵的內容: 
　　(1)結構損傷的發現； 
　　(2)結構損傷的定位； 
　　(3)結構損傷（shāng）程度的判（pàn）定； 
　　(4)結構（gòu）剩餘壽（shòu）命的預測。 
　　結構（gòu）的（de）損傷檢測技術分為局部損傷檢測法（fǎ）(Local Damage Detectio)和整體檢測法(Global Damage Detection)兩大類。 
　　2.1 局部損傷檢測法 
　　局部損傷檢測法，是指利用無損檢（jiǎn）測技術對結構的某個構件或部位進行檢測，以判斷這個被檢測構（gòu）件或部位的損傷狀況。對（duì）結構局部進行（háng）檢測，例如焊縫的質量、裂縫的位置等。 
　　局部損傷檢測法（fǎ），包括（kuò）超聲波法、聲學法、紅外檢測、強（qiáng）度檢（jiǎn）測法等。 
　　超聲波檢測法是將發射探頭和接收探頭接觸結構的表麵，接收探頭可以探測到超聲波的傳播速度、頻率、振（zhèn）幅等聲學（xué）參數，當超聲波在介質（zhì）的傳播中受到幹擾，那麽就可以通過這（zhè）些參數對結構進行損傷檢測（cè）。 
　　聲發射損傷檢測法采用聲發射探頭將聲發（fā）射源發射的彈性波轉變為電信號（hào），然（rán）後進行放（fàng）大和（hé）處理，從而得到一些聲發射特征參數，根據這些參數（shù）即可判斷材料內部特征或狀態。 
　　紅外（wài）損傷檢測法的（de）主要應用是對工程結構因（yīn）損傷而導致的溫度變（biàn）化進行檢測。當物體內部存在（zài）缺陷時，物體的（de）熱傳導將改變，使（shǐ）物體表麵溫度分布（bù）發生變化。 
　　局部損（sǔn）傷檢測（cè）法在（zài）土木工程領域的實際應用中存（cún）在很多問題： 
　　（1）適用於局部構件的檢測，對大型複雜結構的整體檢測受到限製，對於操作人員（yuán）無法接近（jìn）或隱蔽的部位，無法（fǎ）進行檢測。 
　　（2）儀器操作者需要具備專業的（de）技術知識，儀器設備價格昂貴，造成了人力物力成本高。 
　　（3）檢測時（shí）間長，不適用於（yú）結構的實時在線健康監測。 
　　2.2整體損傷檢測法 
　　整體損傷檢測法是通過結構的靜態參數和動態參數的改變對結構進行損傷識別。任何結構都可以看（kàn）作是由剛（gāng）度、質量、阻尼矩（jǔ）陣等組成的力學係統，結構一旦（dàn）出（chū）現損傷，結構參數（shù）也隨之發生改變，從（cóng）而導致（zhì）係統的靜態參數（shù）（靜態位移、靜態應變等）及動態參數(頻率、柔度、振型等)發生改變，因此可以利用結構（gòu）參數的改變來進行損傷（shāng）識別。 
　　整體損傷檢測法又分（fèn）為（wéi）基於靜態測量數據的損傷識別法和基於動態測量數據的損傷識別法。 
　　結構的靜態參數主要有（yǒu）剛（gāng）度、位移（yí）、應（yīng）變、材料的彈性模量、截麵麵積等。結構發生損傷（shāng）時會引起結（jié）構（gòu）剛度的變化，從而引起結構的位移、應變等參數變化。基於靜態測量數據的損傷識別方法是通（tōng）過對結構的位（wèi）移、應變等的測量，直接或間接地判斷結構的損傷（shāng）識別。 
　　基（jī）於動態測量數據的結構損傷識（shí）別方法（fǎ）是運用動態測量數據（如（rú）固有頻率、模態振型、柔（róu）度等）得到結構動力特性的變化來對損傷進行識別。 
　　基（jī）於動態測量數據的結構損傷識別利（lì）用環境激勵引起的結構（gòu）振動來對（duì）結構（gòu）進行檢測。模態參數（頻率、模態振型、模態阻尼等）是結構物理特征（質量、剛度等）的函數，隻要結構係統的物理特性發生改變，必然會導致模態特性的改變，將結構係統的實測模態特征與健康結構的模態特性進行比較，來判斷（duàn）結構是否發生損傷。 
　　3 發展與（yǔ）展望 
　　健康監測技術由於其廣（guǎng）泛的應用潛（qián）力近年來引起（qǐ）了極大的關注。 
　　需要進一步研究的問題有： 
　　（1）實測數據海量、部分重要信息不完整：土木工程（chéng）結構通常體積巨大、型式（shì）複雜，受現場條件和測試儀器的限製，一般隻對有限關鍵（jiàn）性的反映結構狀態的特征參量進行監測，並且測點數量有限使得信息（xī）不完整。 
　　（2）加大研究各種智能信息處理方法的技術集成，將現代信號處理（lǐ）、神經網絡、模糊理論、數據融合、分形理論、粗糙集（jí）、進化計算（suàn）等方法綜合與集成，充分發揮它們在（zài）處理海量數據、不精確數據、不確定數據與並行計算等方麵優越的能力，來解決實際工程中（zhōng）存在的各種難題。 
　　 
　　參考文獻： 
　　[1]孫鴻敏，李宏男.土木（mù）工程結構健康監測研究進展[J] .防災減災工程學報，2003，23（3）:92 – 98. 
　　[2]秦權. 橋梁結構的健康監測[J]. 中國公路學報（bào）,2000,13(2)：37-42． 
　　[3]李家偉,陳（chén）積懋 主編.無損（sǔn）檢測手冊[M].機械工業出版社,2002. 
　　[4]陳孝珍. 基（jī）於靜態測量（liàng）數據的橋梁結構損傷識別研究（jiū）[D].華（huá）中科技大學.2005. 
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