大跨度橋梁健康監測與狀態評估研究的未來趨勢如何?

時間 2021-06-26 11:24:37

1樓:石顯

通過布設全套的高效有效的健康監測系統,可以獲取橋梁結構的所有變形響應,並在橋梁運營後連續實時地反映出結構的狀態。除了監測橋梁結構本身的狀態和響應以外,還應注重對環境條件的監測與分析。隨著研究的不斷深入,研究者們逐漸認識到橋梁結構系統本身和外在荷載存在著顯著的不確定性因素,而結構監測系統實時採集的各類監測資料則正好體現了運營狀態下結構所經歷的隨機性、多樣性和複雜性資訊。

結構安全監測資料具備4V 特徵, Volume( 大量) 、 Velocity( 高速) 、 Variety( 多樣) 、 Value( 價值) ,是一種特殊的「大資料」。為了充分利用橋梁海量監測資料,研究和發展了多種資料探勘與分析方法,建立了橋梁結構荷載、環境作用、結構響應等監測資料的統計建模方法,初步揭示了橋梁結構在溫度、風、車輛荷載等時變環境作用下的靜、動力特性的變化規律。例如,基於溫度長期監測資料研究了橋梁結構的溫度變化特徵,採用統計學方法得到了橋梁關鍵構件溫度以及溫差作用的概率統計模型;開展了大跨橋梁橋址區風環境的長期監測,利用引數估計方法建立了持續風特徵引數的統計分析模型;利用動態車輛稱重技術研究了橋梁疲勞車輛荷載的統計分析模型;研究了鋼橋焊接細節在溫度和車輛荷載作用下疲勞應變時程曲線的變化規律,建立了焊接細節疲勞荷載效應與溫度以及車流量的統計相關模型。

儘管國內外學者針對橋梁監測系統和對監測資料分析與應用取得了豐碩的成果,但是這些研究工作大多僅是針對橋梁環境荷載以及結構響應開展分析,尚不能完全揭示結構服役效能的長期變化規律。其中很重要的原因是缺乏基於長期荷載作用和結構響應資訊的橋梁結構抗力引數反演方法,對橋梁結構抗力模型中的關鍵引數的長期演變規律研究甚少。缺乏抗力模型的研究, 就無法準確地對結構服役效能進行評價。

因此,目前對於橋梁監測海量資料的分析仍然停留在問題的表面,亟需建立橋梁結構長期變形、疲勞、耐久性和承載力等服役效能的識別方法。

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