橋梁結構健康監測（對（duì）簡稱：橋監，下同（tóng））對於保障橋梁使用功能、安全運行、延長橋（qiáo）梁使用壽命、避免橋梁坍（tān）塌和（hé）局部破壞等嚴重事故（gù）發（fā）生有著重（chóng）要的現實意義，近年來，橋梁結構健康（kāng）監測成為國內外學術界、工程界的研究（jiū）熱點，中（zhōng）交路橋梁小編在本（běn）文主要闡述了橋梁結構健康監（jiān）測的概念（niàn）、監測係統（tǒng）、現狀和發展方向（xiàng）。

1 橋梁結構健康監測的概念

交通是社（shè）會的經濟命脈，橋（qiáo）梁是交通的咽喉，交通不暢會製約社會的經濟發展，所以保障橋梁的功能性、耐久性，尤其是安全性至關重要。為保證橋梁安全運行、避免嚴重事（shì）故發生，對橋（qiáo）梁結構進行健康監測應運而生，橋梁結構健康監測是以科學的監（jiān）測理論與方法為基礎，采用各種適宜的（de）檢驗、檢測手段獲取（qǔ）數據，為橋梁結構設計方法、計算假定、結構模型分析提供驗證；對結構的主要性能指標和特性進行分析，及早預見、發現和（hé）處理橋梁結（jié）構安全隱患和耐久性缺陷，診斷結構突（tū）發和累計損（sǔn）傷發生位置與程度，並對發生後果的可能性進行判斷與預測。

通過對橋梁結構健康狀（zhuàng）態（tài）的監測與（yǔ）評估，為橋梁在各種氣候、交通條件下（xià）和橋（qiáo）梁運營狀況異常時發出預警信號，為橋梁維（wéi）護、維修與（yǔ）管（guǎn）理措施提供依據，並通過及時（shí）采（cǎi）取措（cuò）施達到防止橋梁坍塌、局部破壞，保障和延（yán）長橋梁（liáng）的使用壽（shòu）命的目的。

2 橋梁（liáng）結（jié）構健康監（jiān）測係統

2.1 檢測（cè）內容

數（shù）據采集與測量的內容主（zhǔ）要為：變形（沉降、位移、傾斜）、應力、動力特性（xìng）、溫度、外觀檢測等。

2.1.1變形監測

采取適宜的測量手段，對橋梁主體結（jié）構關鍵部位的沉（chén）降、位（wèi）移、傾斜量進行監測。常用監測變形的方法有：導線測量法、幾何水準測量法（fǎ）、GPS測定三維位（wèi）移量（liàng）法、自動極坐標實時差分測量（liàng）法和自動全站儀三維坐標非接觸量測等。

2.1.2應力監測

橋梁（liáng）運營狀態中（zhōng）主體結構的應力變化是由於主體結（jié）構的外部條件和（hé）內（nèi）部狀態變（biàn）化引（yǐn）起的。外部條件主要有（yǒu）動荷載、氣候、侵蝕、撞擊和其他突發事件的作用等，而內（nèi）部（bù）狀（zhuàng）態有混凝土（tǔ）的收縮徐變、溫度（dù）變化及預應力損失等。應力監測數據可以（yǐ）定量性地反映出（chū）橋梁主體結構的內應力變化和性（xìng）能變化情況。

2.1.3 動力特性監測

橋梁結構的動力特性與橋梁結構的剛度、質量、阻尼值（zhí）及其分布有關，動力監測是在橋麵無任何交通荷載（zǎi）以及橋址附近（jìn）無規（guī）則振源的（de）條件下進行，主（zhǔ）要對橋梁（liáng）結構由橋址處風荷（hé）載、水（shuǐ）流等隨機荷載激振引起的（de）微（wēi）小振動響（xiǎng）應進行測定。檢測項（xiàng）目主要為（wéi）：主體結構的自振頻率、振型（xíng）等。橋梁結構動力檢測方法（fǎ）主要有:固有頻率、應變模態、模態置信度判據、柔度矩陣、小波分析、遺傳（chuán）算法等。

2.1.4溫度（dù）監測

通過對整橋溫度場的監測，可（kě）以設法消除溫度變化對某些監測過程或傳感器本身的測量精度的影（yǐng）響；可以了解橋梁結構在某種溫（wēn）度場下的結構變形、內（nèi）力變化等情況（kuàng）。

2.1.5 表（biǎo）觀檢測

表觀檢測的主要內（nèi）容為：橋梁混凝土裂縫（féng）、強度、碳化深度、外觀質量檢測、鋼梁及金屬結（jié）構（gòu）外（wài）觀及腐蝕檢測及支座、橋麵鋪裝、伸縮縫、錨端連（lián）接（jiē）等部位、部件的損壞情況觀察等。

2.1.6 其他監測項目（mù）

2.1.6.1新方法、新儀器（qì）、新（xīn）設（shè）備、新理論應用監測；

2.1.6.2 規範等（děng）改變導致橋梁使用等級改變的結構監測；

2.1.6.3 為獲（huò）取監測數據而設（shè）置的傳感元（yuán）器件和配備的儀表、設備、裝置的校準（zhǔn）性監測等；

2.2 數據傳輸

穩定可靠的數據采集和傳輸對於保證監測係統的長期運（yùn）行有著重要（yào）意義，同時是（shì）獲取（qǔ）有效、可靠的監測數據的前提，要注重並做好以（yǐ）下幾項關（guān）鍵（jiàn）性工作：

2.2.1 數據采傳輸的同步是橋梁結構監測係統的關鍵性技術問（wèn）題，是數據處理、分析和（hé）橋梁（liáng）健康評估（gū）的（de）基（jī）本前提條件。做到撓度、振動等（děng）子係統各點采集的時間同步性尤為重要。

2.2.2 關於（yú）數據采集節點設備和傳輸鏈路的合理配置與優化。影響數據采集節點設備和傳輸鏈路可靠性的（de）因素相（xiàng）當複雜，必須研究設計重點考慮係統合（hé）理（lǐ）的配置和優（yōu）化。

2.2.3關於係統數據采集過程中單點故障問題。係統需要（yào）具有單點故障不影響控製網絡其他部分的功能。

2.2.4 關於檢測係統自身故障的自檢與報警。係統能夠識（shí）別和檢查出傳感（gǎn）器故障、電流回路泄漏（lòu）、對不可信信號電平的（de）捕獲和子係統（tǒng）故障等，並能在係（xì）統主機上給出相應的報警信息。

2.2.5 關於數據可靠性檢（jiǎn）驗的問題。係統具有能夠對所監測數據進行自檢、互（hù）檢和標定的功能，是保障原始（shǐ）數據可靠性的重要手段。

2.2.6 關（guān）於實現遠程監（jiān）控的問（wèn）題。通過因（yīn）特網技術可以使橋梁管理者或橋梁（liáng）專（zhuān）家在異地對係統實現遠程監控和數據分析，是橋梁結構健（jiàn）康監測係統的（de）新需求。

2.3 數據分析（xī）處理和（hé）控製

數據分析處理與控製是指對獲得的數據信息進行收集、整理、加工、存貯及傳播（bō）等一係列活動的總（zǒng）和。它（tā）的基本環節是進行（háng）數據的（de）組織、存貯（zhù）、檢查和維護等工作。這些工作是數據處理的中心問（wèn）題，一般稱之為數據（jù）管理。二十世紀六、七十年代以來，數據管理技術提（tí）高到了數據庫階段，計算機中的數據及數據的管理統（tǒng）一的由（yóu）數據庫係統來完成。數據（jù）庫係統的（de）目標是：解決數據冗餘問（wèn）題；實現數據（jù）獨立性；實現數據（jù）共享；並解決由於（yú）數（shù）據共享而帶來的數據完整性、安全性及並發控製等一係列問題。

3 橋梁結構健康監測的現狀與發展方向

橋梁結構健康監測係統對橋梁結構評估主要有三（sān）個（gè）方麵：承載能力、營運狀態和耐久能力。承載能力是（shì）有關大橋結構或（huò）構件的極限強度、穩定性能等，其評估目的是（shì）要找出大橋結（jié）構的實際安全儲備，以避免橋梁發（fā）生災難性的損毀。營運狀態評估與橋梁結構或其構件在（zài）日常荷載工作下的變形、裂縫、振動（dòng）等有關，其評估結果有助於合（hé）理（lǐ）安排養護維修。耐久能力的評估則專注於大橋的損傷及其成因以及其對材料物理特性的影響。

目前的橋梁結構監測係統中存在著監測項目種類不足和個別項目的規（guī）模又過於龐大的（de）情況。在監測數據的管理方麵，沒有一個（gè）較為完善的數據（jù）存儲與管理係統，大量的監測數據（jù）得不到妥善的（de）處理與利用。並且，現有（yǒu）的（de）橋梁結構監測和狀（zhuàng）態評估係統大多屬於單（dān）一的（de）監測係統或者是單一的管理（lǐ）係統。

橋梁結（jié）構健（jiàn）康監測綜合評估係統（tǒng）在橋梁設計階段予以提（tí）前（qián）考（kǎo）慮並做出橋梁結構健康監測設計有著十分重要（yào）的積極意義：設計人員可依據橋型設計理論和結構特點、四（sì）新技術的應用等方麵采用適宜（yí）的監測理論、方法與手段，做出符（fú）合（hé）橋梁特點和（hé）係統的監測設計。橋梁結構健康監測設計與橋梁（liáng）設計（jì）同時形成可（kě）及時、妥善地將相關（guān）監測（cè）軟、硬件在施工、運營過程予以（yǐ）配備與設置，使得監（jiān）測係統的準備與運行工作做的更加充分與科學。

我國的（de）橋梁結構健康監測尚處初期階段，隨著橋梁結構（gòu）健康（kāng）監測（cè）工作的深（shēn）入開展，在遠距離監測、提高係統可靠性、完善數（shù）據（jù）處理和分析理論等方麵還需要提高和完善，目前尚無現成的性能和數據評估方麵的（de）規範，因此探索並形成穩（wěn）定、可靠的監測係統、明確各項參數指標、科學獲取與處（chù）理監測數據（jù）、形成監測規範等工作是橋梁結構健康監（jiān）測今後的發展與努力方向。