行業(yè)資訊
科普：橋梁檢測技術(shù)的兩大發(fā)展趨勢
橋梁在長(cháng)期的使用過(guò)程中難免會(huì )發(fā)生各種結構損傷。損傷的原因可能是人為因素，也可能是自然災害。此外隨著(zhù)我國交通建設的迅速發(fā)展，交通運輸量大幅度增加，行車(chē)密度及車(chē)輛載重越來(lái)越大，這也可能因為超載而造成橋梁結構的損傷繼而加劇其自然老化。這些因素均導致了橋梁承載能力和耐久性的降低，甚至影響到運營(yíng)的安全，由此而引起的一系列問(wèn)題都需要相應的維修、改造和加固來(lái)解決，而這些工作又必須在對橋梁結構詳細和系統的檢測的基礎上才能妥善進(jìn)行。
為了保證橋梁的安全運營(yíng)，必須經(jīng)常對橋梁結構進(jìn)行檢測。橋梁結構檢測已成為橋梁結構安全養護和保障正常使用的主要技術(shù)手段。隨著(zhù)橋梁檢測技術(shù)的發(fā)展，無(wú)損檢測技術(shù)和損傷識別技術(shù)成為其兩大發(fā)展趨勢。
一、橋梁無(wú)損傷檢測技術(shù)
傳統的橋梁檢測方法主要依賴(lài)于動(dòng)靜載試驗和檢測人員的現場(chǎng)目測，輔以混凝土硬度實(shí)驗、超聲波探測、腐蝕作用實(shí)驗等多種檢測手段。進(jìn)入20世紀90年代，隨著(zhù)現代傳感與通信技術(shù)的發(fā)展，無(wú)損檢測技術(shù)更是出現了前所未有的發(fā)展勢態(tài)，先后涌現出一大批新的檢測方法和檢測手段，使無(wú)損檢測技術(shù)向著(zhù)智能化、快速化、系統化的方向發(fā)展。
近年來(lái)，致力于橋梁檢測的研究人員提出了許多成功的方法對橋梁進(jìn)行非破壞性評估。一些新的方法被廣泛應用于橋梁檢測，如利用相干激光雷達測試橋梁
下部結構的撓度，利用全息干涉儀和激光斑紋測量橋體表面的變形狀態(tài)，利用雙波長(cháng)遠紅外成像檢測橋梁混凝土層的損傷，利用磁漏攝動(dòng)檢測鋼索、鋼梁和混凝土內部的鋼筋等。
隨著(zhù)振動(dòng)實(shí)驗模態(tài)分析技術(shù)的發(fā)展，運用振動(dòng)測試數據進(jìn)行結構動(dòng)力模型修正理論得到了充分的發(fā)展，為橋梁結構的安全檢測開(kāi)辟了新的途徑?；谡駝?dòng)模態(tài)分析技術(shù)，人們研究發(fā)現結構的動(dòng)力響應是整體狀態(tài)的一種度量，當結構的質(zhì)量、剛度和阻尼特性發(fā)生變化時(shí)，選用結構振動(dòng)模態(tài)作為權數，對結構損傷前后的模態(tài)變化量進(jìn)行加權處理， 從而實(shí)現對單元損傷的識別和有效定位。
二、橋梁結構損傷識別技術(shù)
1.小波分析損傷識別法。由于小波分析適合分析非平穩信號，因此可作為損傷識別中信號處理的較理想的工具，用它來(lái)構造損傷識別中所需要的特征因子，或直接提取對損傷有用的信息。小波分析在損傷識別中的應用是多方面的，如:奇異信號檢測、信噪分離、頻帶分析等。
2.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )損傷識別法。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )在損傷識別中的基本思路是:首先，用無(wú)損傷系統的振動(dòng)測量數據來(lái)構造網(wǎng)絡(luò )，用適當的學(xué)習方法確定網(wǎng)絡(luò )的參數;然后，將系統的輸入數據送入網(wǎng)絡(luò )，網(wǎng)絡(luò )就有對應的輸出，如果輸入過(guò)程是成功的，當系統特性無(wú)變化時(shí)，系統的輸出和網(wǎng)絡(luò )的輸出應該吻合;相反，當系統有損傷時(shí)，系統的輸出和網(wǎng)絡(luò )的輸出就有一個(gè)差異，這個(gè)差異就是損傷的一種測度。
橋梁檢測及損傷識別技術(shù)與很多相關(guān)技術(shù)的發(fā)展有著(zhù)緊密聯(lián)系，其中有傳感技術(shù)、檢測技術(shù)（A/D轉換技術(shù)及二次儀表等）、信號處理技術(shù)、振動(dòng)理論、軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)、數據挖掘技術(shù)、專(zhuān)家集成技術(shù)等。橋梁檢測是一個(gè)多學(xué)科交叉的系統工作，需要各個(gè)環(huán)節都做好才能達到一個(gè)最優(yōu)的效果。目前橋梁健康與安全監測系統還處在發(fā)展階段，最終發(fā)展成熟還任重道遠。
為了保證橋梁的安全運營(yíng)，必須經(jīng)常對橋梁結構進(jìn)行檢測。橋梁結構檢測已成為橋梁結構安全養護和保障正常使用的主要技術(shù)手段。隨著(zhù)橋梁檢測技術(shù)的發(fā)展，無(wú)損檢測技術(shù)和損傷識別技術(shù)成為其兩大發(fā)展趨勢。
傳統的橋梁檢測方法主要依賴(lài)于動(dòng)靜載試驗和檢測人員的現場(chǎng)目測，輔以混凝土硬度實(shí)驗、超聲波探測、腐蝕作用實(shí)驗等多種檢測手段。進(jìn)入20世紀90年代，隨著(zhù)現代傳感與通信技術(shù)的發(fā)展，無(wú)損檢測技術(shù)更是出現了前所未有的發(fā)展勢態(tài)，先后涌現出一大批新的檢測方法和檢測手段，使無(wú)損檢測技術(shù)向著(zhù)智能化、快速化、系統化的方向發(fā)展。
近年來(lái)，致力于橋梁檢測的研究人員提出了許多成功的方法對橋梁進(jìn)行非破壞性評估。一些新的方法被廣泛應用于橋梁檢測，如利用相干激光雷達測試橋梁
下部結構的撓度，利用全息干涉儀和激光斑紋測量橋體表面的變形狀態(tài)，利用雙波長(cháng)遠紅外成像檢測橋梁混凝土層的損傷，利用磁漏攝動(dòng)檢測鋼索、鋼梁和混凝土內部的鋼筋等。
隨著(zhù)振動(dòng)實(shí)驗模態(tài)分析技術(shù)的發(fā)展，運用振動(dòng)測試數據進(jìn)行結構動(dòng)力模型修正理論得到了充分的發(fā)展，為橋梁結構的安全檢測開(kāi)辟了新的途徑?；谡駝?dòng)模態(tài)分析技術(shù)，人們研究發(fā)現結構的動(dòng)力響應是整體狀態(tài)的一種度量，當結構的質(zhì)量、剛度和阻尼特性發(fā)生變化時(shí)，選用結構振動(dòng)模態(tài)作為權數，對結構損傷前后的模態(tài)變化量進(jìn)行加權處理， 從而實(shí)現對單元損傷的識別和有效定位。
二、橋梁結構損傷識別技術(shù)
1.小波分析損傷識別法。由于小波分析適合分析非平穩信號，因此可作為損傷識別中信號處理的較理想的工具，用它來(lái)構造損傷識別中所需要的特征因子，或直接提取對損傷有用的信息。小波分析在損傷識別中的應用是多方面的，如:奇異信號檢測、信噪分離、頻帶分析等。
2.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )損傷識別法。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )在損傷識別中的基本思路是:首先，用無(wú)損傷系統的振動(dòng)測量數據來(lái)構造網(wǎng)絡(luò )，用適當的學(xué)習方法確定網(wǎng)絡(luò )的參數;然后，將系統的輸入數據送入網(wǎng)絡(luò )，網(wǎng)絡(luò )就有對應的輸出，如果輸入過(guò)程是成功的，當系統特性無(wú)變化時(shí)，系統的輸出和網(wǎng)絡(luò )的輸出應該吻合;相反，當系統有損傷時(shí)，系統的輸出和網(wǎng)絡(luò )的輸出就有一個(gè)差異，這個(gè)差異就是損傷的一種測度。
橋梁檢測及損傷識別技術(shù)與很多相關(guān)技術(shù)的發(fā)展有著(zhù)緊密聯(lián)系，其中有傳感技術(shù)、檢測技術(shù)（A/D轉換技術(shù)及二次儀表等）、信號處理技術(shù)、振動(dòng)理論、軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)、數據挖掘技術(shù)、專(zhuān)家集成技術(shù)等。橋梁檢測是一個(gè)多學(xué)科交叉的系統工作，需要各個(gè)環(huán)節都做好才能達到一個(gè)最優(yōu)的效果。目前橋梁健康與安全監測系統還處在發(fā)展階段，最終發(fā)展成熟還任重道遠。
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