橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)目錄TOC\o"1-5"\h\z.橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的概念1.橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)11.監(jiān)測(cè)內(nèi)容12.2.2.數(shù)據(jù)傳輸3.數(shù)據(jù)分析處理和控制22.4.大型橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)44.橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的現(xiàn)狀與發(fā)展方向.33.橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的意義43.1.橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的主要作用包括：43.2.橋梁健康監(jiān)測(cè)意義.44.現(xiàn)有橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在的問(wèn)題55.結(jié)語(yǔ)來(lái)檢驗(yàn)大橋的理論模型和計(jì)算假定具有重要意義。不僅對(duì)設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)模型有驗(yàn)證作用，而且有益于新的設(shè)計(jì)理論的形成。（三）研究與發(fā)展橋梁健康監(jiān)測(cè)帶來(lái)的將不僅是監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和某種特定橋梁設(shè)計(jì)的反思，它還可能并成為橋梁研究的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室。由于運(yùn)營(yíng)中的橋梁結(jié)構(gòu)及其環(huán)境所獲得信息不僅是理論研究和實(shí)驗(yàn)室調(diào)查的補(bǔ)充，而且可以提供有關(guān)結(jié)構(gòu)行為與環(huán)境規(guī)律的最真實(shí)的信息。.現(xiàn)有橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在的問(wèn)題在目前已有的橋梁結(jié)構(gòu)健康與安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，明顯存在監(jiān)測(cè)項(xiàng)目種類(lèi)不足，而個(gè)別監(jiān)測(cè)項(xiàng)目規(guī)模又過(guò)于龐大，尤其在對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的管理方面，還沒(méi)有形成一個(gè)較為完善的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理查詢(xún)系統(tǒng),大量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)得不到妥善的處理和利用?？偨Y(jié)現(xiàn)有橋梁健康與安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的不足之處，主要體現(xiàn)在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體規(guī)劃和橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)及診斷的研究水平兩個(gè)方面。（一）在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體規(guī)劃上主要有以下一些較為突出的問(wèn)題：1）缺乏有效實(shí)用的優(yōu)化算法造成測(cè)點(diǎn)數(shù)量巨大，系統(tǒng)規(guī)模過(guò)大導(dǎo)致數(shù)據(jù)量大、信息大量冗余；2）監(jiān)控系統(tǒng)與管理系統(tǒng)未能實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接；3）結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)系統(tǒng)研究多基于理論范疇，缺少工程實(shí)用性的研究；4）橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)缺乏規(guī)范性指導(dǎo)原則。（二）就現(xiàn)在橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)及診斷的研究水平來(lái)看，在技術(shù)層面上也有許多問(wèn)題主要表現(xiàn)為：傳感器的優(yōu)化布設(shè)是橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)和診斷中的一個(gè)重要問(wèn)題，應(yīng)該做到使用盡量少的傳感器獲取盡可能多的結(jié)構(gòu)的健康信息。開(kāi)發(fā)適合橋梁結(jié)構(gòu)檢測(cè)的專(zhuān)用傳感器是橋梁檢測(cè)問(wèn)題中的關(guān)鍵。測(cè)量?jī)x器的精度不夠以及效率低是困擾橋梁檢測(cè)的一大難題。.結(jié)語(yǔ)橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)研究涉及振動(dòng)理論、傳感技術(shù)、測(cè)試技術(shù)、系統(tǒng)辨識(shí)理論、信號(hào)分析處理、數(shù)據(jù)通信、計(jì)算機(jī)、隨機(jī)過(guò)程和可靠度等多門(mén)學(xué)科，是一個(gè)系統(tǒng)工程。經(jīng)過(guò)多年來(lái)的積極探索，人們已經(jīng)取得了許多成果。但是由于橋梁結(jié)構(gòu)受到許多不確定因素和復(fù)雜工作環(huán)境的影響，現(xiàn)有技術(shù)還無(wú)法滿(mǎn)足橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的要求，因此對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的探索還需進(jìn)一步進(jìn)行完善。50傳感系統(tǒng)的耐久性問(wèn)題。就目前而言，許多傳感器的使用壽命遠(yuǎn)小于工程結(jié)構(gòu)的壽命，而且更易受到破壞，而傳感器的損壞則直接引起監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的中斷。監(jiān)測(cè)設(shè)備在一段時(shí)期的使用后出現(xiàn)大量損壞的問(wèn)題，如果對(duì)結(jié)構(gòu)健康與安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)自身的“安全”問(wèn)題進(jìn)行識(shí)別，以便保證其運(yùn)行的準(zhǔn)確性與安全性是非常重要的。0復(fù)雜環(huán)境下的信號(hào)采集與分析問(wèn)題。在復(fù)雜環(huán)境下，對(duì)結(jié)構(gòu)損傷敏感的參數(shù)往往被淹沒(méi)，難以采集與分析，導(dǎo)致?lián)p傷識(shí)別不準(zhǔn)確。比如基礎(chǔ)沉降、支座失效、預(yù)應(yīng)力損失等引起的應(yīng)力重分布都不可避免地對(duì)振動(dòng)模態(tài)產(chǎn)生消極影響。另外，并非所有的參數(shù)都對(duì)結(jié)構(gòu)損傷敏感，這些無(wú)用的數(shù)據(jù)通常是海量的，而能反映橋梁損傷的數(shù)據(jù)往往只是一小部分，極易被淹沒(méi)在海量數(shù)據(jù)中。0目前對(duì)橋梁缺損狀態(tài)的評(píng)價(jià)缺乏統(tǒng)一有效的綜合性指標(biāo)，由于目前橋梁缺損狀態(tài)的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)還不完善，難以反映個(gè)別構(gòu)件的缺損及嚴(yán)重程度對(duì)整個(gè)橋梁的影響。于是出現(xiàn)以模糊理論、結(jié)構(gòu)可靠性原理等為理論框架建立的各種橋梁結(jié)構(gòu)使用性能評(píng)估專(zhuān)家系統(tǒng)，但其是否能廣泛推廣和運(yùn)用到工程實(shí)踐中去還有待于對(duì)各類(lèi)橋梁工作性能的深入認(rèn)識(shí)及相應(yīng)規(guī)范的建立。0結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的復(fù)雜性、增加了系統(tǒng)評(píng)估的難度，橋梁是由多種材料、不同結(jié)構(gòu)組合而成的大型綜合系統(tǒng),系統(tǒng)中各個(gè)成分應(yīng)力狀態(tài)易損性不一，剛度動(dòng)力特性相差甚大，若用單一的動(dòng)力特性變化指標(biāo)去評(píng)估整體結(jié)構(gòu)的狀態(tài)，顯然難以得到預(yù)期效果。目前對(duì)大跨度橋梁的安全評(píng)估基本上仍然采用了常規(guī)中小橋梁的定級(jí)評(píng)估方法，這是一種主要圍繞結(jié)構(gòu)的外觀狀態(tài)及正常使用性能進(jìn)行的定性、粗淺的評(píng)價(jià)，難以對(duì)復(fù)雜的大跨度橋梁進(jìn)行整體或局部的評(píng)估。0在目前已有的橋梁結(jié)構(gòu)健康與安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，明顯存在監(jiān)測(cè)項(xiàng)目種類(lèi)不足，而個(gè)別監(jiān)測(cè)項(xiàng)目規(guī)模又過(guò)于龐大，尤其在對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的管理方面，還沒(méi)有形成一個(gè)較為完善的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理查詢(xún)系統(tǒng)，大量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)得不到妥善的處理和利用。0傳感器的優(yōu)化布設(shè)是橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)和診斷中的一個(gè)重要問(wèn)題，應(yīng)該做到使用盡量少的傳感器獲取盡可能多的結(jié)構(gòu)的健康信息。開(kāi)發(fā)適合橋梁結(jié)構(gòu)檢測(cè)的專(zhuān)用傳感器是橋梁檢測(cè)問(wèn)題中的關(guān)鍵。橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一一GNSS橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一一GNSS篇一-1、概述近年來(lái)隨著我國(guó)在基礎(chǔ)行業(yè)投入的不斷擴(kuò)大，橋梁建筑的復(fù)雜程度、建筑跨度也不斷加大，橋梁在生命周期內(nèi)的健康特性不斷受到相關(guān)機(jī)關(guān)的重視，針對(duì)大橋或特大橋的安全性能尤其如此。橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成2、GNSS橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成GNSS橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、通信子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控子系統(tǒng)以及防雷子系統(tǒng)組成。監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)主要包含基準(zhǔn)站GNSS接收機(jī)、各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)GNSS接收機(jī)、基準(zhǔn)站GNSS天線、各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)GNSS天線、供電電源、射頻電纜、通信電纜以及安裝附件等，監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)是橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源，提供實(shí)時(shí)處理和事后處理需要的所有數(shù)據(jù)；通信子系統(tǒng)主要包含接口分配、光電轉(zhuǎn)換器、光纜續(xù)接器、通信光纜以及安裝附件等，其保證監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)有效可靠的傳輸回監(jiān)控中心。數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)主要包括實(shí)時(shí)處理計(jì)算機(jī)、事后處理計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、實(shí)時(shí)處理軟件、事后處理軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)及后臺(tái)運(yùn)行平臺(tái)、顯示軟件、分析軟件、評(píng)估軟件等，主要功能是完成數(shù)據(jù)處理并給出結(jié)果，為橋梁正常運(yùn)營(yíng)或維護(hù)提供準(zhǔn)確的信息。遠(yuǎn)程監(jiān)控子系統(tǒng)主要是為了方便用戶(hù)在遠(yuǎn)程進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)維護(hù)、遠(yuǎn)程響應(yīng)、處理突發(fā)事件等。防雷子系統(tǒng)主要包括避雷針、石墨接地或銅柱接地、電源浪涌保護(hù)器、射頻信號(hào)浪涌保護(hù)器等，保護(hù)整個(gè)系統(tǒng)在惡劣雷電環(huán)境中正常工作。3、GNSS監(jiān)測(cè)系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)及其技術(shù)指標(biāo)：直接獲取監(jiān)測(cè)點(diǎn)的三維絕對(duì)坐標(biāo)；實(shí)時(shí)計(jì)算并顯示監(jiān)測(cè)點(diǎn)的三維位移；對(duì)GNSS原始數(shù)據(jù)進(jìn)行7X24小時(shí)實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)差分處理，進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)；數(shù)據(jù)采樣速率：最大可達(dá)50Hz；基線解算精度：靜態(tài)長(zhǎng)基線長(zhǎng)時(shí)間觀測(cè)：平面：3mni+().5ppm；高程：6mm+0.5ppm；快速靜態(tài)：平面：5mm+0.5ppm；高程：10mm+0.5ppm；動(dòng)態(tài)：平面：lOmm+lppni；高程：20mm+lppm；通訊功能：標(biāo)準(zhǔn)4個(gè)RS232串口和一個(gè)TCP/IP以太網(wǎng)口；遙控功能；直接使用IP方式同時(shí)分三個(gè)端口傳輸數(shù)據(jù)各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間無(wú)需通視；系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警GNSS橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成框圖如下圖所示：系統(tǒng)框圖4、GNSS橋梁健康監(jiān)測(cè)軟件GNSS橋梁健康監(jiān)測(cè)軟件可以根據(jù)橋梁的實(shí)際安裝和具體情況定制，系統(tǒng)軟件一般包括：系統(tǒng)配置管理模塊、系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控模塊、數(shù)據(jù)處理引擎模塊、系統(tǒng)評(píng)估模塊、系統(tǒng)顯示模塊、數(shù)據(jù)處理備份模塊、系統(tǒng)日志管理模塊、用戶(hù)管理模塊、幫助模塊等等。下面列舉一些系統(tǒng)軟件的界面:橋梁模型用戶(hù)管理界面實(shí)時(shí)RTK數(shù)據(jù)處理界面轉(zhuǎn)換七參數(shù)界面（橋梁坐標(biāo)系）轉(zhuǎn)換七參數(shù)界面（84-54-橋梁坐標(biāo)系）橋梁坐標(biāo)系實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線與列表顯示界面系統(tǒng)監(jiān)控報(bào)警界面數(shù)據(jù)顯示界面橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)sensor橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)sensor篇——一、橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)概述隨著國(guó)家對(duì)交通等公共設(shè)施安全要求標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，對(duì)重要設(shè)施（橋梁、工程機(jī)械、高速公路等）的形態(tài)變化（傾斜角度、振動(dòng)、應(yīng)力變化、溫度、濕度）監(jiān)測(cè)及信息采集的需求日益增加。我公司針對(duì)智能交通基礎(chǔ)信息采集傳感器這一新興市場(chǎng)的巨大潛力，在現(xiàn)有傳感器產(chǎn)品發(fā)展的基礎(chǔ)上，結(jié)合公司現(xiàn)有人才及技術(shù)優(yōu)勢(shì)，北京七維航測(cè)科技股份有限公司研制開(kāi)發(fā)了橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各種形態(tài)參數(shù)的監(jiān)測(cè)測(cè)量，為智能交通領(lǐng)域安全信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供高精度、高可靠性、快速、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的形態(tài)變化測(cè)量信息。該橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)根據(jù)智能交通安全信息采集的發(fā)展趨勢(shì)，針對(duì)野外惡劣工作環(huán)境采用溫度補(bǔ)償技術(shù)及雙卡槽密封的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、針對(duì)高精度數(shù)據(jù)采集進(jìn)行線性化補(bǔ)償、針對(duì)環(huán)保采用電源穩(wěn)定性及低功耗設(shè)計(jì)、針對(duì)遠(yuǎn)距離傳輸采用高驅(qū)動(dòng)能力設(shè)計(jì)等，滿(mǎn)足智能交通信息采集系統(tǒng)的需求。該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)除了在橋梁建筑行業(yè)應(yīng)用外，還可以應(yīng)用于高速公路路基監(jiān)測(cè)、山體滑坡監(jiān)測(cè)、交通照明系統(tǒng)監(jiān)測(cè)、工程機(jī)械等。二、橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成及工作方式該健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由傳感器（包括傾角傳感器、加速度傳感器、溫度傳感器、應(yīng)力傳感器、拉力傳感器、壓力傳感器、位移橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè).橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的概念交通是社會(huì)的經(jīng)濟(jì)命脈，橋梁是交通的咽喉，交通不暢會(huì)制約社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，所以保障橋梁的功能性、耐久性，尤其是安全性至關(guān)重要。為保證橋梁安全運(yùn)行、避免嚴(yán)重事故發(fā)生，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行健康監(jiān)測(cè)應(yīng)運(yùn)而生，橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)是以科學(xué)的監(jiān)測(cè)理論與方法為基礎(chǔ)，采用各種適宜的檢驗(yàn)、檢測(cè)手段獲取數(shù)據(jù)，為橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法、計(jì)算假定、結(jié)構(gòu)模型分析提供驗(yàn)證；對(duì)結(jié)構(gòu)的主要性能指標(biāo)和特性進(jìn)行分析，及早預(yù)見(jiàn)、發(fā)現(xiàn)和處理橋梁結(jié)構(gòu)安全隱患和耐久性缺陷，診斷結(jié)構(gòu)突發(fā)和累計(jì)損傷發(fā)生位置與程度，并對(duì)發(fā)生后果的可能性進(jìn)行判斷與預(yù)測(cè)。通過(guò)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)的監(jiān)測(cè)與評(píng)估，為橋梁在各種氣候、交通條件下和橋梁運(yùn)營(yíng)狀況異常時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)，為橋梁維護(hù)、維修與管理措施提供依據(jù)，并通過(guò)及時(shí)采取措施達(dá)到防止橋梁坍塌、局部破壞，保障和延長(zhǎng)橋梁的使用壽命的目的。.橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng).1.監(jiān)測(cè)內(nèi)容數(shù)據(jù)采集與測(cè)量的內(nèi)容主要為：變形（沉降、位移、傾斜）、應(yīng)力、動(dòng)力特性、溫度、外觀檢測(cè)等。1）變形監(jiān)測(cè)采取適宜的測(cè)量手段，對(duì)橋梁主體結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位的沉降、位移、傾斜量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。常用監(jiān)測(cè)變形的方法有：導(dǎo)線測(cè)量法、幾何水準(zhǔn)測(cè)量法、GPS測(cè)定三維位移量法、自動(dòng)極坐標(biāo)實(shí)時(shí)差分測(cè)量法和自動(dòng)全站儀三維坐標(biāo)非接觸量測(cè)等。2）應(yīng)力監(jiān)測(cè)傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器等）、信號(hào)調(diào)理模塊、傳輸模塊、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、健康監(jiān)測(cè)模型、預(yù)警模塊等組成。首先各種傳感器采集橋梁運(yùn)行過(guò)程中的各種形態(tài)變化，經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理后，通過(guò)傳輸模塊傳輸回總控監(jiān)測(cè)室，總控中心有大型的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)針對(duì)橋梁總體的各種信號(hào)進(jìn)行采集，將采集到的信息記錄并由健康監(jiān)測(cè)模型分析，當(dāng)橋梁變形超差、振動(dòng)超差、位移超差、應(yīng)力超差時(shí)，啟動(dòng)預(yù)警模塊，為橋梁維護(hù)人員提供維修維護(hù)信息，避免橋梁因在非健康狀態(tài)下使用而導(dǎo)致垮塌等引起的財(cái)產(chǎn)損失。圖1.橋梁健康監(jiān)測(cè)模型圖2.加速度傳感器和傾角傳感器三、系統(tǒng)性能指標(biāo)a）測(cè)量范圍：角度：±1°；（±3。、±5°可選）加速度：±2g；（±3g、±5g可選）應(yīng)力：：-5kPa到35MPa；拉力：10~2000kN；壓力：1?200噸；溫度：一50°?75°；濕度：10%?95%；b）信號(hào)輸出范圍：一5vdc~+5vdc（—10vdc~+lOvdc可選）c）供電：±12VDC；d）功耗：小于80mW；e）預(yù)警響應(yīng)時(shí)間：小于5s；系統(tǒng)其它各項(xiàng)指標(biāo)可向本公司索取。橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一一時(shí)鐘同步篇橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一一時(shí)鐘同步篇時(shí)鐘同步一、系統(tǒng)概述橋梁構(gòu)造范圍很廣、結(jié)構(gòu)較為特殊，監(jiān)測(cè)點(diǎn)分散在各處，很多監(jiān)測(cè)項(xiàng)目又具有實(shí)時(shí)性的特點(diǎn)，例如地震、交通事故等。因此對(duì)于各部位監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)需要非常準(zhǔn)確的時(shí)間同步，一般的數(shù)據(jù)采集技術(shù)難以達(dá)到監(jiān)測(cè)要求，如果不采用一種同步技術(shù)，極有可能造成各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)采集數(shù)據(jù)時(shí)間上的微小誤差，不僅造成監(jiān)測(cè)結(jié)果的不準(zhǔn)確，還嚴(yán)重影響了對(duì)橋梁健康的研究分析。而通過(guò)GPS時(shí)鐘同步技術(shù)完全可以避免這些問(wèn)題。整個(gè)采集系統(tǒng)分散在橋梁的各個(gè)部位。橋梁按照區(qū)域劃分為若干區(qū)段，在主要幾個(gè)區(qū)段中安置著信號(hào)采集機(jī)站，每組采集機(jī)站均和GPS同步時(shí)鐘接受器相連，GPSPPS接收器接受GPS時(shí)鐘同步信號(hào)，做相應(yīng)的處理得到時(shí)鐘同步信采集設(shè)備接收處理后的GPS同步信號(hào)，號(hào)和絕對(duì)時(shí)間戳并發(fā)送給PXI采集設(shè)備，達(dá)到同步整個(gè)分布式采集系統(tǒng)。二、系統(tǒng)組成1.所謂時(shí)鐘同步有以下2方面含義，只有2方面都達(dá)到同步，才能稱(chēng)為真正的同步采集。a）數(shù)據(jù)采樣頻率的同步，包括采樣時(shí)鐘信號(hào)的脈沖同步以及相位同步。b）時(shí)間軸上的同步，即采樣點(diǎn)時(shí)間標(biāo)簽的同步。2.GPSPPS時(shí)鐘同步技術(shù)的系統(tǒng)組成該系統(tǒng)主要由GPS接收器和NIPXI采集設(shè)備2大部分組成。結(jié)構(gòu)如圖1：圖l.GPSPPS時(shí)鐘同步系統(tǒng)組成圖GPS同步時(shí)鐘接收器的輸入端連接著一個(gè)GPS信號(hào)接受天線，接受來(lái)自GPS衛(wèi)星發(fā)送的時(shí)鐘信號(hào)，輸出端分為3部分：10MPPS（PulsePerSecond）信號(hào)：用于同步采集系統(tǒng)，作為采集系統(tǒng)的采樣基頻。此信號(hào)不包含任何的時(shí)間信息，僅僅為簡(jiǎn)單的脈沖信號(hào)，脈沖間隔為10納秒。1PPS（PulsePerSecond）信號(hào)：用于采集系統(tǒng)觸發(fā)采集使用。此信號(hào)是一個(gè)很簡(jiǎn)單的，不包含任何時(shí)間信息（年或月之類(lèi)）的脈沖信號(hào)，以1PPS為例，每秒發(fā)生1次脈沖，每個(gè)脈沖的寬度通常為100毫秒，PPS信號(hào)是一種較為簡(jiǎn)單的同步技術(shù)，但其效果卻不亞于任何復(fù)雜的同步時(shí)鐘信號(hào)。絕對(duì)時(shí)間（GMT）信號(hào)：用于替代采集系統(tǒng)自身的時(shí)間標(biāo)簽。此信號(hào)采用NEMA標(biāo)準(zhǔn)，表現(xiàn)形式為GMT時(shí)間，以字符串方式顯示,例如“06.001-..",其中第一部分為年份，第二部分為年中天數(shù)，第三部分為一天的具體時(shí)間，精確到秒級(jí)。PXI采集設(shè)備采用NIPXI104518槽機(jī)箱，NIPXI8187主控制器為主，采集卡為NIPXI6652、6602、4472B,其中：PXI6652時(shí)鐘同步模塊采用NI提供的SMB（類(lèi)似BNC同軸電纜的接口）接口于GPS接收器的10MPPS輸出端相連，接收10MPPS時(shí)鐘信號(hào)，并且將此時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行分頻，把分頻后的時(shí)鐘信號(hào)提供到PXI機(jī)箱背板，提供給高速同步采集卡PXI4472B作為采樣時(shí)鐘頻率。PXI6602計(jì)數(shù)器采用接線段子板與GPS接收器的1PPS輸出端相連，需要同時(shí)接入2個(gè)輸入端口，都接收1PPS信號(hào)，第一個(gè)輸入端收到信號(hào)后，按1PPS頻率進(jìn)行計(jì)數(shù)，并設(shè)定采集時(shí)間，當(dāng)達(dá)到采集的起始時(shí)間，PXI6602提供觸發(fā)信號(hào)，觸發(fā)PXI4472B開(kāi)始采集；第二個(gè)輸入端的1PPS頻率脈沖為4472B提供相位同步觸發(fā)脈沖。PXI8187控制器的標(biāo)準(zhǔn)RS232串口與GPS接收器的絕對(duì)時(shí)間輸出端相連，接收GPS接收器提供的絕對(duì)時(shí)間信息，并計(jì)算每個(gè)采樣點(diǎn)的時(shí)間間隔+觸發(fā)開(kāi)始的絕對(duì)時(shí)間來(lái)獲取該采樣點(diǎn)的絕對(duì)時(shí)間標(biāo)簽。3.采用NILABVIEW虛擬儀器編寫(xiě)可視性較高的數(shù)據(jù)采集及處理軟件。健康監(jiān)測(cè)在橋梁工程中的應(yīng)用中國(guó)橋梁建設(shè)取得的成就作為四大文明古國(guó)的一員，中國(guó)有著極其悠久和燦爛的文化。在橋梁工程領(lǐng)域，我國(guó)在周秦時(shí)期，梁索浮三種橋型就已經(jīng)基本具備；兩漢時(shí)期，以棧橋建設(shè)為主；隋唐時(shí)期，技術(shù)日益成熟，達(dá)到飛躍；兩宋時(shí)期，全面開(kāi)展，大規(guī)模進(jìn)行；元明清時(shí)期，日趨鼎盛，清朝中后期技術(shù)開(kāi)始落后。與同期世界水平相比，我國(guó)在相當(dāng)長(zhǎng)的歷史時(shí)間內(nèi)一直處于世界先進(jìn)水平，建造了無(wú)數(shù)的各式橋梁，并有大量的優(yōu)秀作品傳世至今。始建于公元605-616年的趙州橋，不僅是我國(guó)而且也是世界上現(xiàn)存最早、保存最完整的空腹式石拱橋，對(duì)世界后代的橋梁建筑有著十分深遠(yuǎn)的影響。它橫跨于趙縣汶河之上，是一座大拱兩端疊加分流用小拱的敞肩單孔弧形石橋，由28道石拱券縱向并列砌筑而成，其建筑結(jié)構(gòu)之奇特，自古有“奇巧固護(hù)，甲于天下”的美稱(chēng)，1991年，趙州橋被美國(guó)土木工程師學(xué)會(huì)選定為世界第十二處“國(guó)際土木工程歷史古跡”。有著“世上無(wú)橋長(zhǎng)此橋”美譽(yù)的安平橋建于800多年前的南宋時(shí)期，全長(zhǎng)兩千多米，不僅是我國(guó)最長(zhǎng)的石梁橋，也是世界上最長(zhǎng)的石梁橋。另外還有位列中國(guó)三大古代名橋之首盧溝橋；在世界造橋史上開(kāi)創(chuàng)性采用筏型基礎(chǔ)及種蠣固基的洛陽(yáng)橋（又稱(chēng)萬(wàn)安橋）；跨徑達(dá)到103米的瀘定橋；作為中國(guó)乃至世界上最早的一座開(kāi)關(guān)活動(dòng)式大石橋的廣濟(jì)橋等等。時(shí)值近代錢(qián)塘江大橋，武漢長(zhǎng)江大橋，南京長(zhǎng)江大橋吹響了我國(guó)向現(xiàn)代化橋梁大國(guó)進(jìn)軍的號(hào)角。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截止2009年底，我國(guó)已建成公路、鐵路、公鐵兩用橋梁總數(shù)已達(dá)60余萬(wàn)座，僅在長(zhǎng)江、黃河上就有250余座。其中，長(zhǎng)江及其支流沱沱河、通天河、金沙江上有近130座，黃河上有120余座。在已建成的斜拉橋、懸索橋、拱橋、梁橋中，分別位居世界同類(lèi)型橋梁跨徑排行榜前十名之列的有24座，占60%。其中：斜拉橋6座，蘇通長(zhǎng)江大橋（主跨1088nl鋼箱）、香港昂船洲大橋（主跨1018nl分離鋼箱）分別位居第一、第二；懸索橋4座，舟山西垠門(mén)大橋（主跨1650m分體式鋼箱;為世界首座）、潤(rùn)揚(yáng)長(zhǎng)江大橋（主跨1490m鋼箱）分別位居第二、第四；拱橋8座，重慶朝天門(mén)長(zhǎng)江大橋（主跨552m連續(xù)鋼桁系桿拱）、上海盧浦大橋（主跨550m鋼箱提籃系桿拱）分別位居第一、第二；梁橋6座，重慶石板坡長(zhǎng)江大橋（主跨330m鋼一混凝土混合剛構(gòu)一連續(xù)）位居第一。跨海橋梁中的寧波杭州灣大橋總長(zhǎng)36Km,為跨海橋梁世界之最；東海大橋總長(zhǎng)32.5Km；舟山大陸連島工程總長(zhǎng)54.68Km；上海長(zhǎng)江隧橋工程南隧北橋，隧道長(zhǎng)度8.9Km、橋長(zhǎng)10.3Km,為世界迄今為止最大的隧橋結(jié)合工程。不管什么形式的橋梁，其基本材料大多可歸為石材，木材，混凝土，鋼材等類(lèi)型，而這些材料在耐久性方面均存在不同程度的問(wèn)題，需要給予特別關(guān)注。所以隨著我國(guó)橋梁建設(shè)高潮的來(lái)臨，對(duì)重要橋梁運(yùn)營(yíng)狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)顯得愈發(fā)迫切，加上國(guó)際橋梁領(lǐng)域最新發(fā)展動(dòng)態(tài)的引導(dǎo)，橋梁健康監(jiān)測(cè)日益成為國(guó)內(nèi)發(fā)展的一大熱點(diǎn)。橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)展簡(jiǎn)介雖然健康監(jiān)測(cè)是最近一二十年才興起的一個(gè)技術(shù)方向，但追尋歷史我們發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)概念古已有之：在中國(guó)，古塔上通常安裝有各種各樣的鈴鐺，而這些鈴鐺就兼具結(jié)構(gòu)強(qiáng)烈晃動(dòng)時(shí)提醒游人撤離的預(yù)警功能。另外，中國(guó)的監(jiān)測(cè)傳感技術(shù)也源遠(yuǎn)流長(zhǎng)：漢代的古籍中就有大氣溫度和風(fēng)速風(fēng)向測(cè)量的記載。而1969年，Lifshitz和Rotem所寫(xiě)的論文則被視為闡述現(xiàn)代結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)理念一一通過(guò)動(dòng)力響應(yīng)監(jiān)測(cè)評(píng)估結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)——的第一篇論文；由此，橋橋梁運(yùn)營(yíng)狀態(tài)中主體結(jié)構(gòu)的應(yīng)力變化是由于主體結(jié)構(gòu)的外部條件和內(nèi)部狀態(tài)變化引起的。外部條件主要有動(dòng)荷載、氣候、侵蝕、撞擊和其他突發(fā)事件的作用等，而內(nèi)部狀態(tài)有混凝土的收縮徐變、溫度變化及預(yù)應(yīng)力損失等。應(yīng)力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以定量性地反映出橋梁主體結(jié)構(gòu)的內(nèi)應(yīng)力變化和性能變化情況。3）動(dòng)力特性監(jiān)測(cè)橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性與橋梁結(jié)構(gòu)的剛度、質(zhì)量、阻尼值及其分布有關(guān)，動(dòng)力監(jiān)測(cè)是在橋面無(wú)任何交通荷載以及橋址附近無(wú)規(guī)則振源的條件下進(jìn)行，主要對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)由橋址處風(fēng)荷載、水流等隨機(jī)荷載激振引起的微小振動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行測(cè)定。檢測(cè)項(xiàng)目主要為：主體結(jié)構(gòu)的自振頻率、振1梁健康監(jiān)測(cè)在世界范圍內(nèi)蓬勃發(fā)展起來(lái)。在工程領(lǐng)域：1987年，英國(guó)在總長(zhǎng)522m的三跨連續(xù)鋼箱梁橋Foyle橋上布設(shè)傳感器監(jiān)測(cè)大橋運(yùn)營(yíng)階段在車(chē)輛與風(fēng)載作用下主梁的振動(dòng)、撓度和應(yīng)變等響應(yīng)，該系統(tǒng)是最早安裝的較為完整的健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)之一。挪威的Skamsundet斜拉橋，丹麥的Faroe跨海斜拉橋和主跨1624m的GreatBeltEast懸索橋，加拿大的Confederation連續(xù)剛構(gòu)橋，日本的明石海峽大橋等大跨橋梁上也相繼安裝了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；1997年，香港的青馬大橋、汲水門(mén)大橋和汀九大橋等三座大橋上安裝了風(fēng)和結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。隨后，內(nèi)地的東海大橋、虎門(mén)大橋、徐浦大橋、江陰長(zhǎng)江大橋等橋梁上也建立了不同規(guī)模的結(jié)構(gòu)監(jiān)控系統(tǒng)。在學(xué)術(shù)領(lǐng)域：1988年在日本東京舉行的第九屆世界地震工程會(huì)議（9WCEE）上，首次在國(guó)際范圍內(nèi)討論土木工程主動(dòng)控制。1994年，國(guó)際結(jié)構(gòu)控制學(xué)會(huì)（IASC）正式成立，同年召開(kāi)第一屆國(guó)際結(jié)構(gòu)控制會(huì)議（1stWorldConf,onStructuralControl）O為了應(yīng)對(duì)形勢(shì)發(fā)展的需要，2006年以后，國(guó)際結(jié)構(gòu)控制學(xué)會(huì)（IASC）會(huì)議改名為國(guó)際結(jié)構(gòu)控制與監(jiān)測(cè)會(huì)議(WorldConf,onStructuralControlandMonitoring)o健康監(jiān)測(cè)主要研究進(jìn)展綜合橋梁健康監(jiān)測(cè)的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀來(lái)看，主要有以下技術(shù)難題和研究進(jìn)展：第一，健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)。健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)原則包括以下幾項(xiàng)：(1)根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)易損性分析的結(jié)果及養(yǎng)護(hù)管理的需求進(jìn)行監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)；(2)從結(jié)構(gòu)安全性、耐久性、使用性的需求出發(fā)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，采用實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和定期監(jiān)測(cè)相結(jié)合的方法，力求用最少的傳感器和最小的數(shù)據(jù)量完成工作；(3)以結(jié)構(gòu)位移監(jiān)測(cè)為主，以力、應(yīng)力、模態(tài)分析為輔助。監(jiān)測(cè)內(nèi)容主要是荷載源、系統(tǒng)特性和結(jié)構(gòu)響應(yīng)。目前對(duì)于健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更主要的是基于經(jīng)驗(yàn)和項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)的限制來(lái)確定傳感器系統(tǒng)得設(shè)計(jì)，而沒(méi)有一種確定性標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行傳感器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)需要通過(guò)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)獲得哪些能夠?qū)Y(jié)構(gòu)的狀態(tài)評(píng)估發(fā)揮關(guān)鍵作用的數(shù)據(jù)還沒(méi)有明確的方法。第二，傳感傳輸技術(shù)。傳統(tǒng)傳感測(cè)試技術(shù)易受干擾、傳輸導(dǎo)線過(guò)長(zhǎng)等缺點(diǎn)已不再滿(mǎn)足橋梁健康監(jiān)測(cè)的發(fā)展要求，加上現(xiàn)代科技支撐，近年來(lái)發(fā)展起來(lái)了許多新型的傳感技術(shù)，其中以光纖傳感、無(wú)線傳感、GPS技術(shù)和Internet數(shù)據(jù)通信技術(shù)為主要技術(shù)代表。關(guān)于傳感器優(yōu)化布置的問(wèn)題也愈發(fā)引起人們的關(guān)注，傳感器的類(lèi)型、數(shù)量和布置位置對(duì)監(jiān)測(cè)效果有著非常大的關(guān)系，客觀條件中傳感器的數(shù)量總是有限的，如何將有限的傳感器合理布置以發(fā)揮其最大的效用是是健康監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵技術(shù)之一，也是以后大力發(fā)展的方向之一。第三，數(shù)據(jù)融合技術(shù)。多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)以其強(qiáng)大的時(shí)空覆蓋能力和對(duì)多源不確定性信息的綜合處理能力，可以有效地進(jìn)行結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)和診斷。目前已經(jīng)發(fā)展起來(lái)的數(shù)據(jù)融合技術(shù)主要有：加權(quán)平均、卡爾曼濾波、貝葉斯估估計(jì)、統(tǒng)計(jì)決策理論、證據(jù)理論、模糊推理、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)有健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)多停留在數(shù)據(jù)采集和簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)分析階段，同時(shí)橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生大量測(cè)試數(shù)據(jù)，對(duì)這些測(cè)試數(shù)據(jù)與信息進(jìn)行整合與解釋?zhuān)约皩?duì)結(jié)構(gòu)真實(shí)狀態(tài)的進(jìn)行合理評(píng)估仍存在很大困難。第四，系統(tǒng)與損傷識(shí)別理論研究。目前主要的研究方法有基于振動(dòng)的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法和模型修正方法。結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別作為結(jié)構(gòu)狀態(tài)評(píng)估的重要組成部分，是近年來(lái)健康監(jiān)測(cè)方向的研究熱點(diǎn)之一，出現(xiàn)了如基于結(jié)構(gòu)頻率、位移模態(tài)、應(yīng)變模態(tài)、曲率模態(tài)、應(yīng)變能、剛度、柔度、能量法、頻響函數(shù)等一系列損傷識(shí)別方法。而模型修正方法主要是基于運(yùn)動(dòng)方程、測(cè)試結(jié)果和有限元模型構(gòu)造約束優(yōu)化問(wèn)題不斷修正結(jié)構(gòu)剛度、質(zhì)量和阻尼分布，使其響應(yīng)盡可能的接近實(shí)際響應(yīng)。結(jié)構(gòu)的模型修正能夠?yàn)榻】当O(jiān)測(cè)提供基準(zhǔn)模型，同時(shí)也為基于測(cè)試結(jié)果的反演進(jìn)行結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別和性能模擬提供了很好的基礎(chǔ)。第五，結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)評(píng)估。結(jié)構(gòu)狀態(tài)評(píng)估方法主要是運(yùn)用可能獲得的反映結(jié)構(gòu)性能的內(nèi)部信息對(duì)結(jié)構(gòu)的施工運(yùn)營(yíng)等工作狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，目前主要有可靠度理論、層次分析法、模糊理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及專(zhuān)家系統(tǒng)等。健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)狀態(tài)評(píng)估需要從結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)的大量數(shù)據(jù)中提取能夠反映結(jié)構(gòu)特性的特征，以完成對(duì)結(jié)構(gòu)實(shí)時(shí)和定期的評(píng)估，而這其中必然會(huì)涉及到結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的特征提取、數(shù)據(jù)融合及性能決策等方面，但目前這個(gè)方面所作的工作較少。橋梁健康監(jiān)測(cè)實(shí)例--東海大橋東海大橋工程2002年6月26日正式開(kāi)工建設(shè)，歷經(jīng)35個(gè)月的艱苦施工，于2005年5月25日實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)貫通，是我國(guó)第一座真正意義上的跨海大橋。東海大橋起始于上海南匯區(qū)蘆潮港，北與滬蘆高速公路相連，南跨杭州灣北部海域，直達(dá)浙江嫌泗縣小洋山島，全長(zhǎng)約32.5公里，其中陸上段約3.7公里，蘆潮港新大堤至大烏龜島之間的海上段約25.3公里，大烏龜島至小洋山島之間的港橋連接段約3.5公里。大橋按雙向六車(chē)道加緊急停車(chē)帶的高速公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，橋?qū)?1.5米，設(shè)計(jì)車(chē)速每小時(shí)80公里，設(shè)計(jì)荷載按集裝箱重車(chē)密排進(jìn)行校驗(yàn)，可抗12級(jí)臺(tái)風(fēng)、七級(jí)烈度地震，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為100年。東海大橋是上海國(guó)際航運(yùn)中心洋山深水港區(qū)一期工程的重要配套工程，為洋山深水港區(qū)集裝箱陸路集疏運(yùn)和供水、供電、通訊等需求提供服務(wù)。東海大橋的建成通車(chē)，為洋山深水港建成開(kāi)港和進(jìn)一步發(fā)展，加快上海國(guó)際航運(yùn)中心的建設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。東海大橋當(dāng)時(shí)被上海市政府列為“一號(hào)工程”，其重要性不言而喻，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)建設(shè)的同時(shí)，健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的布設(shè)也提上了日程。2006年10月，東海大橋的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)順利布置到位，并于2007年正式投入使用。東海大橋的監(jiān)測(cè)內(nèi)容主要是環(huán)境參數(shù)，結(jié)構(gòu)靜力和動(dòng)力響應(yīng)和結(jié)構(gòu)的耐久性。其中環(huán)境參數(shù)主要包含風(fēng)速，地震，波浪和沖刷等，結(jié)構(gòu)響應(yīng)主要監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括斜拉橋橋塔的變形，連續(xù)梁的撓曲，阻尼器和伸縮縫的變形，主梁的損傷，主梁和塔的振動(dòng)以及斜拉索的應(yīng)力。結(jié)構(gòu)的耐久性監(jiān)測(cè)包含鋼結(jié)構(gòu)的疲勞和混凝土結(jié)構(gòu)的慢性腐蝕。東海大橋上使用的基本監(jiān)測(cè)手段有：用FBG傳感器測(cè)量應(yīng)力和溫度；用GPS監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)變形；用疲勞傳感器測(cè)量橋梁主梁的疲勞。全橋一共使用了478個(gè)傳感器，包括使用在主跨上的169個(gè)。數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)體系分為聯(lián)網(wǎng)評(píng)估和脫機(jī)評(píng)估。聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)是一種自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，這一系統(tǒng)不僅可以判斷結(jié)構(gòu)的安全性，還可以進(jìn)而對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還可以自動(dòng)決定是否需要向管理者預(yù)警并立即開(kāi)始脫機(jī)評(píng)估。脫機(jī)評(píng)估系統(tǒng)可以進(jìn)行一些更加高級(jí)的分析，比如結(jié)構(gòu)靜力分析，模態(tài)分析，橋梁力學(xué)行為和環(huán)境因素的校正分析等等。這一系統(tǒng)需要大量的結(jié)構(gòu)分析并由專(zhuān)家進(jìn)行判斷進(jìn)而對(duì)橋梁的狀態(tài)給出一個(gè)全面的評(píng)估。橋梁結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不僅包含正常運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，還包括在極端荷載（比如臺(tái)風(fēng)，地震，爆炸，船撞等）下的橋梁結(jié)構(gòu)響應(yīng)。得到大量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以后，需要對(duì)其進(jìn)行更多的深入分析和整理，首先區(qū)分出數(shù)據(jù)中的哪些部分是由于環(huán)境改變引起的結(jié)構(gòu)響應(yīng)，哪些又是由于結(jié)構(gòu)破壞產(chǎn)生的等，然后通過(guò)圖表等形式把數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含的內(nèi)在規(guī)律及變化情況表現(xiàn)出來(lái)，再對(duì)結(jié)構(gòu)的整體狀況進(jìn)行評(píng)估。引言預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁自出現(xiàn)以來(lái)的每次重大技術(shù)發(fā)展，都和材料、結(jié)構(gòu)體系和施工工藝等創(chuàng)新密切聯(lián)系在一起，它們相互促進(jìn)不斷發(fā)展：預(yù)應(yīng)力材料高強(qiáng)、高性能及輕質(zhì)混凝土技術(shù)發(fā)展，使混凝土受力性能改善、耐久性提高、澆筑更方便，也使預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)自重荷載下降。高強(qiáng)、低松弛預(yù)應(yīng)力鋼材發(fā)展，使預(yù)應(yīng)力混凝土的效率大大提高，也促進(jìn)了預(yù)應(yīng)力器具和設(shè)備發(fā)展纖維增強(qiáng)聚合物預(yù)應(yīng)力筋技術(shù)發(fā)展，使預(yù)應(yīng)力筋兼輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐腐蝕、耐疲勞、非磁性等優(yōu)點(diǎn)于一體，一些鋼材難以克服的弱點(diǎn)得到消除，將預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁帶入了一個(gè)嶄新的發(fā)展領(lǐng)域。預(yù)應(yīng)力材料利用現(xiàn)代傳感和通訊等技術(shù)的智能化預(yù)應(yīng)力混凝土材料，不間斷監(jiān)視結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)、生命軌跡，將對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁健康、安全運(yùn)行提供有利保障。2.預(yù)應(yīng)力橋梁結(jié)構(gòu)體系部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，兼有預(yù)應(yīng)力和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，克服了全預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)無(wú)粘結(jié)體內(nèi)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，消除了后張預(yù)應(yīng)力筋管道的壓漿，降低了預(yù)應(yīng)力摩阻損失。預(yù)應(yīng)力橋梁結(jié)構(gòu)體系雙向預(yù)應(yīng)力、預(yù)彎預(yù)應(yīng)力體系是預(yù)應(yīng)力概念的新發(fā)展，它們使結(jié)構(gòu)的高跨比顯著減小，滿(mǎn)足了一些特殊的使用要求體外預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，構(gòu)造簡(jiǎn)化、補(bǔ)索方便、施工簡(jiǎn)單，維護(hù)方便、總體經(jīng)濟(jì)性?xún)?yōu)越，逐步成為在經(jīng)濟(jì)、施工質(zhì)量和安全性方面最有競(jìng)爭(zhēng)力的方案。預(yù)應(yīng)力橋梁結(jié)構(gòu)體系鋼一混凝土組合式預(yù)應(yīng)力橋梁，利用鋼腹、預(yù)應(yīng)力混凝土頂板與底板在受力、構(gòu)造及施工等方面的優(yōu)點(diǎn),成為預(yù)應(yīng)力橋梁一種新的發(fā)展方向。3.預(yù)應(yīng)力橋梁施工技術(shù)型等。橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力檢測(cè)方法主要有：固有頻率、應(yīng)變模態(tài)、模態(tài)置信度判據(jù)、柔度矩陣、小波分析、遺傳算法等。4)溫度監(jiān)測(cè)通過(guò)對(duì)整橋溫度場(chǎng)的監(jiān)測(cè)，可以設(shè)法消除溫度變化對(duì)某些監(jiān)測(cè)過(guò)程或傳感器本身的測(cè)量精度的影響；可以了解橋梁結(jié)構(gòu)在某種溫度場(chǎng)下的結(jié)構(gòu)變形、內(nèi)力變化等情況。5)表觀檢測(cè)表觀檢測(cè)的主要內(nèi)容為：橋梁混凝土裂縫、強(qiáng)度、碳化深度、外觀質(zhì)量檢測(cè)、鋼梁及金屬結(jié)構(gòu)外觀及腐蝕檢測(cè)及支座、橋面鋪裝、伸縮縫、錨端連接等部位、部件的損壞情況觀察等。2.數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)采集和傳輸對(duì)于保證監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的長(zhǎng)期運(yùn)行有著重要意義，同時(shí)是獲取有效、可靠的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的前提，要注重并做好以下幾項(xiàng)關(guān)鍵性工作：(1)數(shù)據(jù)采集傳輸?shù)耐绞菢蛄航Y(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的關(guān)鍵性技術(shù)問(wèn)題，是數(shù)據(jù)處理、分析和橋梁健康評(píng)估的基本前提條件。做到撓度、振動(dòng)等子系統(tǒng)各點(diǎn)采集的時(shí)間同步性尤為重要。(2)關(guān)于數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)設(shè)備和傳輸鏈路的合理配置與優(yōu)化。影響數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)設(shè)備和傳輸鏈路可靠性的因素相當(dāng)復(fù)雜，必須研究設(shè)計(jì)和重點(diǎn)考慮系統(tǒng)合理的配置和優(yōu)化。(3)關(guān)于系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集過(guò)程中單點(diǎn)故障問(wèn)題。系統(tǒng)需要具有單點(diǎn)故障不影響控制網(wǎng)絡(luò)其他部分的功能。(4)關(guān)于檢測(cè)系統(tǒng)自身故障的自檢與報(bào)警。系統(tǒng)能夠識(shí)別和檢查出傳感器故障、電流回路泄漏、對(duì)不可信信號(hào)電頻的捕獲和子系節(jié)段施工法使大跨徑橋梁輕松跨越深險(xiǎn)的江海和山谷，通過(guò)分段施工、預(yù)應(yīng)力逐段連續(xù)，最終形成結(jié)構(gòu)整體利用現(xiàn)代化設(shè)備，橋梁采用標(biāo)準(zhǔn)化分段、系列化預(yù)制方法，使其適合不同跨徑組合的要求，大大提高了施工速度，并對(duì)環(huán)境的不利影響降低到最小程度。預(yù)應(yīng)力橋梁施工技術(shù)通過(guò)預(yù)應(yīng)力技術(shù)發(fā)展起來(lái)頂推施工法、轉(zhuǎn)體施工法分別適用于不同的橋型結(jié)構(gòu)。一、預(yù)應(yīng)力混凝土材料（一）混凝土材料.高性能混凝土HPC(HighPerformanceConcrete)高性能混凝土含有三種關(guān)鍵摻料：極細(xì)顆粒的硅灰、飛灰、粒狀高爐堿礦渣，以此達(dá)到填充、潤(rùn)滑及增強(qiáng)的作用。高性能混凝土具有很多優(yōu)良的特點(diǎn)：易澆筑、易密實(shí)、不離析；高早強(qiáng)、韌性好、低徐變、耐疲勞；高密水、耐磨損、抗化蝕；實(shí)用強(qiáng)度可達(dá)lOOMPa。其中高強(qiáng)并不是混凝土的唯一指標(biāo)，另外有一系列的質(zhì)量要求，比如：自密實(shí)，水灰比小于0.4,28天收縮小于2X10-4和56天設(shè)計(jì)強(qiáng)度達(dá)到60?lOOMPa等。高性能混凝土應(yīng)用研究課題主要在于混凝土材料力學(xué)性能，設(shè)計(jì)有效應(yīng)變和徐變、收縮等。.活性粉混凝土RPC(ReactivePowderConcrete)活性粉混凝土現(xiàn)在還處于研究階段，主要成分包含：水泥，硅灰,石英粉，硅砂，細(xì)鋼纖維等。同時(shí)具有以下優(yōu)良特性：強(qiáng)度200~800MPa,實(shí)用150MPa以上，優(yōu)良的韌性、抗疲勞性，較高的彎拉強(qiáng)度，抗循環(huán)凍融、鹽、碳酸化作用性和長(zhǎng)壽命、低維護(hù)費(fèi)等。.輕質(zhì)混凝土LWC(LightweightConcrete)限制混凝土橋梁跨徑增大的一個(gè)關(guān)鍵因素就是自重過(guò)大。為此，輕質(zhì)混凝土應(yīng)運(yùn)而生，它的骨料容重為14?19kN/m3,同時(shí)強(qiáng)度與一般混凝土相當(dāng)，可大大提高混凝土橋梁的極限跨徑，國(guó)內(nèi)已有這一類(lèi)型的實(shí)驗(yàn)橋誕生。綠色環(huán)?；炷帘M可能少地采用水泥熟料，更多地采用工業(yè)廢渣，大大減少二氧化碳的排放量綠色環(huán)保混凝土是混凝土發(fā)展方向。混凝土材料發(fā)展預(yù)測(cè)（2050年左右將出現(xiàn)替代混凝土的新材料）結(jié)合當(dāng)今科技和工程實(shí)踐的發(fā)展來(lái)看：5年后人類(lèi)將開(kāi)發(fā)出能適合高寒和高熱地區(qū)施工的混凝土，商品混凝土將分為高、中、低流動(dòng)性三類(lèi)；10年后可以向混凝土中加入或表面粘貼特殊材料，使其隨時(shí)顯示應(yīng)力狀態(tài)的變化彩圖，開(kāi)發(fā)彩色高強(qiáng)混凝土，并實(shí)現(xiàn)化學(xué)預(yù)應(yīng)力的實(shí)用化；25年后開(kāi)發(fā)半透明混凝土，以方便施工與管理,普遍采用彩色高強(qiáng)混凝土；50年后開(kāi)發(fā)出適應(yīng)地球溫暖化的熱電轉(zhuǎn)化混凝土，并開(kāi)發(fā)出在地震中能大變形，但震后能恢復(fù)原狀的形狀記憶混凝土，無(wú)徐變、收縮的混凝土得到實(shí)際應(yīng)用，同時(shí)出現(xiàn)水泥混凝土的替代材料；100年后開(kāi)發(fā)出能使新澆混凝土保持良好和易性的時(shí)間設(shè)定裝置或材料；開(kāi)發(fā)出能與鹽份反應(yīng)后形成保護(hù)膜從而提高耐久性的材料；開(kāi)發(fā)通過(guò)分子間張拉技術(shù)在水泥分子之間施加預(yù)應(yīng)力的超高抗拉混凝土O（二）預(yù)應(yīng)力材料.預(yù)應(yīng)力鋼筋正在研發(fā)的預(yù)應(yīng)力鋼筋各項(xiàng)性能均有不同程度的提高，比如：熱鍍鋅鋼絲強(qiáng)度達(dá)2000MPa級(jí)，鋼絞線強(qiáng)度達(dá)2300MPa級(jí)，且其它性能指標(biāo)不低于現(xiàn)有材料，與之配套的錨固體系也在加緊研制之中。另外還有高抗腐蝕高強(qiáng)鋼絞線，主要用于斜拉索；將鋼絞線鍍鋅一鋁(5%),抗腐、錨固性能將明顯好于鍍鋅鋼絞線；采用不銹鋼絞線，也能達(dá)到良好的抗腐效果。對(duì)鋼絞線進(jìn)行環(huán)氧涂覆也能達(dá)到很好的技術(shù)效果，根據(jù)涂覆方式的不同可分為單絲涂覆式和整體涂覆式兩種。其中，單絲涂覆的工藝主要是：除銹一＞單絲涂覆一〉重新絞合；整體涂覆式的工藝主要為：除銹一〉整體涂覆一＞(涂砂)O經(jīng)過(guò)環(huán)氧涂覆，可以大大提高鋼絞線的耐久性能，但也存在一定的技術(shù)缺陷，比如：錨具錨固回縮量大，預(yù)應(yīng)力松弛大，粘結(jié)錨固與傳遞長(zhǎng)度大等。緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的開(kāi)發(fā)將大大方便預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的施工。運(yùn)用這一技術(shù)，預(yù)應(yīng)力張拉后在常溫下經(jīng)過(guò)特定時(shí)間，樹(shù)脂能自動(dòng)硬化，并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，具有防腐性好、免壓漿、施工方便等技術(shù)優(yōu)勢(shì)。.纖維增強(qiáng)聚合物FRP筋(FibreReinforcedPloymerTendon)常用的FRP材料包含：碳纖維CFRP(CarbonFibreReinforcedPloymer),芳綸纖維AFRP(AramidFibreReinforcedPloymer)和玻璃纖維GFRP(GlassFibreReinforcedPloymer)FRP筋具有優(yōu)良的力學(xué)性能，將FRP預(yù)應(yīng)力筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)：FRP筋強(qiáng)度一質(zhì)量比為鋼材的5倍，疲勞應(yīng)力幅為鋼材的3倍(GFRP外),抗腐性能好、非磁性、非導(dǎo)電、熱膨脹系數(shù)小。同時(shí)也存在一定的局限性：極限延伸率低，破壞呈脆性；抗剪強(qiáng)度為鋼材的1/51/4；靜載長(zhǎng)期與短期強(qiáng)度的比值低；FRP預(yù)應(yīng)力筋錨具也更為復(fù)雜，需專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)。FRP預(yù)應(yīng)力體系的研究課題主要分為以下幾個(gè)方面：材料短期和長(zhǎng)期性能；粘結(jié)性能、物理性能；疲勞性能、耐久性等；FRP預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)性能和錨具及體外FRP索的應(yīng)用技術(shù)。.預(yù)加應(yīng)力材料發(fā)展預(yù)測(cè)(2025年前高強(qiáng)、高耐久鋼材將有新發(fā)展)5年后，六角形套管和六角形預(yù)應(yīng)力鋼絞線組合，提高管道空隙,改善灌漿充實(shí)度；10年后，將開(kāi)發(fā)出替代鋼板的纖維增強(qiáng)塑料板，出現(xiàn)腹板為FRP的預(yù)應(yīng)力橋梁；25年后，開(kāi)發(fā)出超高強(qiáng)極細(xì)的預(yù)加應(yīng)力材料，開(kāi)發(fā)出能在混凝土澆筑后自應(yīng)力的張拉材料，無(wú)需施加預(yù)應(yīng)力；50年后，開(kāi)發(fā)極薄自應(yīng)力張拉材料，能方便地粘貼在結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行修補(bǔ)，開(kāi)發(fā)出網(wǎng)格狀的張拉材料，從而可以方便地施加空間預(yù)應(yīng)力，把形狀記憶合金作為施加預(yù)應(yīng)力的材料。（三）預(yù)應(yīng)力筋管道.塑料波紋管塑料波紋管主要由高密度聚乙烯或聚丙烯制成，具有摩擦系數(shù)低（鋼絞線口二0.10?0.14,鋼絲P=0.08~0.12）;耐腐性好（防水、耐候、抗氧化及化蝕）;強(qiáng)度高、剛度大、成孔質(zhì)量好可彎性好(1.8m半徑);重量輕，方便運(yùn)輸和安裝；與混凝土粘結(jié)好；配套部件齊全等優(yōu)勢(shì)。.體外索透明套管透明套管主要由離子鍵樹(shù)脂“HIMILAN”制成，透明度達(dá)85%(PVC為78%),可以目測(cè)檢查灌漿質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題可以鉆孔補(bǔ)漿。將其用于箱梁內(nèi)，可以免受紫外線輻射影響；同時(shí)具有高抗堿、油污的性能；預(yù)應(yīng)力鋼絞線摩擦損失也小于普通(PVC)套管；另外還不含氯離子和塑化劑，為環(huán)保材料。.管道灌漿材料發(fā)展預(yù)測(cè)5年后將開(kāi)發(fā)出大張拉力、預(yù)灌漿、后粘結(jié)的預(yù)應(yīng)力筋；開(kāi)發(fā)出不取決于溫度的預(yù)灌漿后粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋；開(kāi)發(fā)預(yù)涂在管道內(nèi)壁的呈粉末、固體、凝膠狀的灌漿基體材料，預(yù)應(yīng)力筋張拉后灌水即成完全填充的灌漿物二、預(yù)應(yīng)力橋梁體系(一)體外預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁.標(biāo)準(zhǔn)化、系列化體外預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁發(fā)展的一個(gè)顯著特點(diǎn)就是標(biāo)準(zhǔn)化，系列化。主要表現(xiàn)在：標(biāo)準(zhǔn)化梁高、分段、系列跨徑；標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)應(yīng)力索構(gòu)造；工廠系列化生產(chǎn);標(biāo)準(zhǔn)化裝配施工.輕巧化輕巧化也是現(xiàn)代體外預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁發(fā)展的一大特色，具體表現(xiàn)有：構(gòu)造優(yōu)化，受力明確，高強(qiáng)薄壁和結(jié)構(gòu)輕巧等。.新型化即出現(xiàn)了一種特殊的體外預(yù)應(yīng)力梁橋現(xiàn)實(shí)：部分斜拉橋，又稱(chēng)矮塔斜拉橋。（二）鋼腹混凝土組合梁橋?yàn)榻鉀Q混凝土腹板開(kāi)裂的問(wèn)題，提出了用鋼板來(lái)替換混凝土腹板方案。這一方案具有如下特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)重量比PC橋梁減輕約30%；采用體外預(yù)應(yīng)力體系;鋼腹板受力優(yōu)于混凝土；收縮、徐變影響較大；鋼板受壓、加勁板較多2.波紋鋼腹板混凝土組合箱梁橋在鋼腹板混凝土組合箱梁橋的基礎(chǔ)上，為了減少腹板加勁，增強(qiáng)腹板穩(wěn)定性，方便頂?shù)装孱A(yù)應(yīng)力的施加，又發(fā)展出波紋鋼腹板的方案，這一方案具有如下特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)重量比PC橋梁減輕約30%；體外預(yù)應(yīng)力體系；波紋腹板軸向剛度小、主要抗剪；收縮、徐變影響大大減小；鋼腹板不設(shè)穩(wěn)定加勁板；聯(lián)結(jié)處構(gòu)造應(yīng)予重視。統(tǒng)故障等，并能在系統(tǒng)主機(jī)上給出相應(yīng)的報(bào)警信息。(5)關(guān)于數(shù)據(jù)可靠性檢驗(yàn)的問(wèn)題。系統(tǒng)具有能夠?qū)λO(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行自檢、互檢和標(biāo)定的功能，是保障原始數(shù)據(jù)可靠性的重要手段。(6)關(guān)于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的問(wèn)題。通過(guò)因特網(wǎng)技術(shù)可以使橋梁管理者或橋梁專(zhuān)家在異地對(duì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析，是橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的新需求。3.數(shù)據(jù)分析處理和控制數(shù)據(jù)分析處理與控制是指對(duì)獲得的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集、整理、加工、存貯及傳播等一系列活動(dòng)的總和。它的基本環(huán)節(jié)是進(jìn)行數(shù)據(jù)的組織、存貯、檢查和維護(hù)等工作。這些工作是數(shù)據(jù)處理的中心問(wèn)題,一般稱(chēng)之為數(shù)據(jù)管理。二十世紀(jì)六、七十年代以來(lái)，數(shù)據(jù)管理技術(shù)提高到了數(shù)據(jù)庫(kù)階段，計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)的管理統(tǒng)一由數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)來(lái)完成。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的目標(biāo)是：解2鋼桁腹混凝土組合箱梁橋結(jié)構(gòu)重量比PC橋梁減輕約30^40%體外預(yù)應(yīng)力體系桁腹軸向剛度可忽略、主要抗剪免除收縮、徐變帶來(lái)的危險(xiǎn)裂縫加拿大魁北克Sherbrooke人行橋(L二60m)活性粉混凝土鋼桁腹組合結(jié)構(gòu)體外預(yù)應(yīng)力、無(wú)非預(yù)應(yīng)力筋結(jié)構(gòu)重量只有PC的1/2?1/3,與鋼結(jié)構(gòu)相差無(wú)幾在蒸汽養(yǎng)護(hù)條件下，活性粉混凝土強(qiáng)度達(dá)到200MPa,鋼管內(nèi)約束混凝土強(qiáng)度350MPa,材料抗壓等性能直逼鋼材?；钚苑刍炷僚浜媳扰淞系某煞輸?shù)量(l/m3)波特蘭水泥705kg硅粉230kg石英粉210kg硅砂1010kg鋼纖維190kg超塑劑37.5kg水2001it水泥用量高水灰比低(0.21)鋼纖維骨料瑞士近Baden的Baregg公路橋(25.62+4X38.43+25.62(m))鋼管桁梁、混凝土橋面板組合結(jié)構(gòu)橋面板體內(nèi)雙向預(yù)應(yīng)力體系結(jié)構(gòu)重量約PC的1/2鋼管桁梁分段預(yù)制、吊裝連接橋面板縱向2.135m一段(35t)預(yù)制、吊裝連接橫向每隔60cm設(shè)一根4<i)jl5.24mm預(yù)應(yīng)力鋼絞線，吊裝時(shí)張拉50%預(yù)應(yīng)力縱向預(yù)埋22根HDPE管，設(shè)22束74)jl5.24mm預(yù)應(yīng)力鋼絞線橋面板與桁梁聯(lián)成整體前先施加縱向預(yù)應(yīng)力結(jié)合縫隙內(nèi)壓漿防腐(三)鋼混凝土填充組合橋梁.鋼管混凝土連續(xù)梁橋在中支點(diǎn)處鋼管填充混凝土在跨中段鋼管填充加氣混凝土鋼管強(qiáng)度充分發(fā)揮、延性好無(wú)加勁構(gòu)造，焊接量大減.部分預(yù)應(yīng)力U形鋼混凝土連續(xù)梁橋鋼板冷加工彎折成U形少量加勁板，焊接量、成本大減中支點(diǎn)段填充混凝土中支點(diǎn)段橋面板內(nèi)設(shè)預(yù)應(yīng)力筋跨中段不填充混凝土.鋼管混凝土斜拉橋分段填充一般、輕質(zhì)混凝土或不填混凝土靜力、動(dòng)力性能良好用鋼量低于鋼箱梁，構(gòu)造簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)性?xún)?yōu)于大跨鋼箱梁斜拉橋（四）預(yù)彎預(yù)應(yīng)力梁橋（四）預(yù)彎預(yù)應(yīng)力梁橋采用鋼梁預(yù)彎反彈作用施加預(yù)應(yīng)力建筑高度低（約為L(zhǎng)/35）、剛度大無(wú)支架施工、吊裝重量小適合于低建筑高度的跨線、跨河橋、多層立交橋，以及軌道交通站臺(tái)橋梁等結(jié)構(gòu)日本建造的預(yù)彎預(yù)應(yīng)力橋已達(dá)幾百座，我國(guó)也在立交橋結(jié)構(gòu)中采用用于跨線公路橋用于跨線鐵路橋用于高架橋用于跨河橋用于軌道交通站臺(tái)橋梁等結(jié)構(gòu)（五）雙預(yù)應(yīng)力橋梁在混凝土的拉、壓區(qū)同時(shí)配置預(yù)拉和預(yù)壓預(yù)應(yīng)力筋、形成拉、壓雙向作用預(yù)應(yīng)力體系的結(jié)構(gòu)突破了單一在混凝土受拉區(qū)配置預(yù)拉預(yù)應(yīng)力筋的設(shè)計(jì)概念，使混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)加應(yīng)力的效率大為提高，也使預(yù)應(yīng)力技術(shù)獲得更大的發(fā)展空間（五）雙預(yù)應(yīng)力橋梁后壓預(yù)應(yīng)力工藝為了充分發(fā)揮鋼筋的強(qiáng)度，避免其在千斤頂?shù)捻攭合掳l(fā)生失穩(wěn)，同時(shí)保證鋼筋與混凝土的粘結(jié)力與孔道壓漿便利，預(yù)埋管道制作成沿縱向逐段正交變化的橢圓形截面（五）雙預(yù)應(yīng)力橋梁后壓預(yù)應(yīng)力工藝頂壓預(yù)應(yīng)力筋的錨固可采用兩種方式（五）雙預(yù)應(yīng)力橋梁先壓預(yù)應(yīng)力工藝采用先壓法的預(yù)壓應(yīng)力管為高強(qiáng)度合金無(wú)縫鋼管。因不可避免的偏心作用，鋼管預(yù)壓時(shí)將發(fā)生彎曲變形，依其長(zhǎng)短不同而表現(xiàn)為剛性或柔性特點(diǎn)（五）雙預(yù)應(yīng)力橋梁先壓預(yù)應(yīng)力工藝預(yù)壓應(yīng)力管通過(guò)與混凝土之間的粘結(jié)作用實(shí)現(xiàn)錨固（六）纖維增強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁20世紀(jì)80年代起，國(guó)際工程界開(kāi)始將FRP材料用于預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁1980年第一座采用GFRP絞線的后張預(yù)應(yīng)力混凝土人行橋在德國(guó)建成1986年，第一座采用GFRP粗筋的后張預(yù)應(yīng)力混凝土公路橋也在德國(guó)建成1991年第一座采用GFRP絞線的后張預(yù)應(yīng)力混凝土公路橋也在德國(guó)建成（六）纖維增強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁1988年第一座采用CFRP絞線的先張預(yù)應(yīng)力混凝土公路橋在日本建成1989年第一座采用CFRP粗筋的后張預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁也在日本建成1991年第一座采用CFRP絞線的后張預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁在德國(guó)建成。（六）纖維增強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁1990年第一座采用AFRP編織筋的先張預(yù)應(yīng)力混凝土公路橋、采用AFRP帶筋的后張預(yù)應(yīng)力混凝土人行橋均在日本建成同年及次年，采用AFRP粗筋的先張及后張預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁也在日本建成（六）纖維增強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁作為預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的預(yù)加應(yīng)力材料，CFRP材料具有更多的優(yōu)點(diǎn)美國(guó)第一座CFRP橋梁一密歇根州南菲爾德市（Southfield）布里奇街（BridgeStreet）橋，在2002年P(guān)CI設(shè)計(jì)獎(jiǎng)的評(píng)選中贏得哈利.愛(ài)德華茲工業(yè)進(jìn)步獎(jiǎng)。（六）纖維增強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁該橋由兩座平行的、跨越魯杰（Rouge）河的結(jié)構(gòu)（結(jié)構(gòu)A和結(jié)構(gòu)B）所組成。橋梁采用三跨斜交15°構(gòu)造，跨徑布置為2L314ni+20.349m+21.429m,全長(zhǎng)為62m橋梁結(jié)構(gòu)A上部結(jié)構(gòu)由5根等距布置的常規(guī)AASHTOIII型混凝土工字梁、現(xiàn)澆連續(xù)混凝土橋面板組成；結(jié)構(gòu)B由4個(gè)特別預(yù)制的預(yù)應(yīng)力混凝土雙T形簡(jiǎn)支梁組成。（六）纖維增強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁（六）纖維增強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁（六）纖維增強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁（六）纖維增強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁每根雙T形梁的縱向與橫向，均采用先張CFRP筋和后張CFRP絞線在橋面和梁肋內(nèi)的非預(yù)應(yīng)力筋由CFRP彎曲形絞線、直線筋、網(wǎng)格筋及不銹鋼箍筋構(gòu)成優(yōu)化橋梁的耐久性，實(shí)施對(duì)材料質(zhì)量進(jìn)行復(fù)檢，取用高質(zhì)量混凝土和采用的金屬筋僅為不銹鋼材料（六）纖維增強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁（六）纖維增強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁（六）纖維增強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁（六）纖維增強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁加拿大HI（Hollowcorelncorporated）公司為這座橋梁提供了所有預(yù)制梁，施工期間美國(guó)伊利諾州斯科基施工技術(shù)實(shí)驗(yàn)室對(duì)該橋安裝了長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)儀器南菲爾德市勞倫斯技術(shù)大學(xué)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)中心、加拿大溫澤大學(xué)對(duì)該橋進(jìn)行了多方面的研究，從1/3縮尺的多組正交和斜交橋模型試驗(yàn)中獲得大量數(shù)據(jù)（六）纖維增強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁由于這種類(lèi)型橋梁以前尚未建造過(guò)，早期通過(guò)測(cè)試系統(tǒng)與遙測(cè)方法對(duì)其各種關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行識(shí)別是需要的梁的監(jiān)測(cè)是從其制造開(kāi)始的，經(jīng)歷架設(shè)施工連續(xù)至以后5年。在這個(gè)過(guò)程的最后，將對(duì)采用CFRP材料橋梁的使用性能做出相應(yīng)結(jié)論（六）纖維增強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁在制造階段的預(yù)加應(yīng)力施工中，12根雙T形梁均被測(cè)試與監(jiān)測(cè)內(nèi)力與應(yīng)力。同時(shí)，在6根梁的內(nèi)部與外部設(shè)置了長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)傳感器大多數(shù)測(cè)試儀器在梁制造期混凝土澆筑前已安裝（六）纖維增強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁先張CFRP預(yù)應(yīng)力筋非張拉端測(cè)力傳感器（六）纖維增強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁先張CFRP預(yù)應(yīng)力筋埋入式鋼弦測(cè)力傳感器（六）纖維增強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁后張?bào)w外CFRP預(yù)應(yīng)力絞線及錨固端傳感器（六）纖維增強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁后張?bào)w外CFRP預(yù)應(yīng)力絞線的傳感器混凝土應(yīng)變傳感器設(shè)置（六）纖維增強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁（六）纖維增強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁在5年的過(guò)程中，測(cè)試與監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括：先張CFRP預(yù)應(yīng)力筋的預(yù)加力梁與結(jié)合層混凝土截面的應(yīng)變分布梁在制造和架設(shè)過(guò)程中的變形與拱度施工期CFRP預(yù)應(yīng)力絞線的預(yù)加力縱向體外和橫向無(wú)粘結(jié)CFRP預(yù)應(yīng)力絞線的應(yīng)變（六）纖維增強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁（七）預(yù)應(yīng)力橋梁的相關(guān)研究課題高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論新型結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、疲勞、抗震等性能鋼一高強(qiáng)混凝土組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與構(gòu)造鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與構(gòu)造纖維增強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計(jì)理論（七）預(yù)應(yīng)力橋梁技術(shù)發(fā)展預(yù)測(cè)5年后開(kāi)發(fā)強(qiáng)度與焊接一樣的鋼筋連接簡(jiǎn)便方法，替代綁扎或夾具連接張拉千斤頂重量降低與油泵一體化預(yù)應(yīng)力混凝土橋墩設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化按性能設(shè)計(jì)推廣（七）預(yù)應(yīng)力橋梁技術(shù)發(fā)展預(yù)測(cè)5年后開(kāi)發(fā)出具有減震功能的伸縮接頭，提高抗震性能開(kāi)發(fā)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁老化預(yù)測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)全壽命造價(jià)最小的“最低維修橋梁”（七）預(yù)應(yīng)力橋梁技術(shù)發(fā)展預(yù)測(cè)10年后張拉千斤頂和油泵小型、輕量、一體化高強(qiáng)度、小直徑預(yù)應(yīng)力筋和小型化錨具，使預(yù)應(yīng)力構(gòu)件細(xì)部構(gòu)造改善計(jì)算機(jī)控制千斤頂，張拉、錨固和管理自動(dòng)化（七）預(yù)應(yīng)力橋梁技術(shù)發(fā)展預(yù)測(cè)10年后利用傳感、通訊技術(shù)，預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁工作狀態(tài)被不斷監(jiān)視橋梁管理系統(tǒng)建立，實(shí)現(xiàn)高效維修管理（七）預(yù)應(yīng)力橋梁技術(shù)發(fā)展預(yù)測(cè)25年后開(kāi)發(fā)出主體結(jié)構(gòu)表面涂料，防止混凝土表面老化能準(zhǔn)確掌握預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁極限狀態(tài)性能，建造出更經(jīng)濟(jì)的橋梁橋梁開(kāi)始在工廠決數(shù)據(jù)冗余問(wèn)題；實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)獨(dú)立性；實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享；并解決由于數(shù)據(jù)共享而帶來(lái)的數(shù)據(jù)完整性、安全性及并發(fā)控制等一系列問(wèn)題。4.大型橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)大型橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一般應(yīng)包括以下幾部分內(nèi)容：1）傳感系統(tǒng)：由傳感器、二次儀表及高可靠性的工控機(jī)等部分組成。2）信號(hào)采集與處理系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)多種信息源、不同物理信號(hào)的采集與預(yù)處理，并根據(jù)系統(tǒng)功能要求對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分解、變換以獲取所需要的參數(shù)，以一定的形式存儲(chǔ)起來(lái)。3）通信系統(tǒng)：將處理過(guò)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。4）監(jiān)控中心