要確保橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的實(shí)施,相對(duì)硬件來說整個(gè)系統(tǒng)的健康監(jiān)測評(píng)估更加重要。盡管橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測評(píng)估方法的研究在國際上從年代后期就開始,我國大概從年代初開始這一研究`'刊,但是山于結(jié)構(gòu)與環(huán)境中的不確定性和非結(jié)構(gòu)因素的影響、測量信息不完備、測量精度不足和測量信號(hào)噪聲、橋梁結(jié)構(gòu)往往贅余度大并且測量信號(hào)對(duì)結(jié)構(gòu)整體和局部損傷不敏感、經(jīng)常受到經(jīng)費(fèi)的限制等原因,日前仍然為國內(nèi)外研究的前沿課題。

橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測就是要發(fā)展一種最小人工干預(yù)的在線、實(shí)時(shí)、連續(xù)的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測、檢查與安全評(píng)估系統(tǒng)',是根據(jù)結(jié)構(gòu)在同一位置上不同的測量結(jié)果的變化來識(shí)別結(jié)構(gòu)的狀態(tài),它與傳統(tǒng)的無損檢測技術(shù)不同,通常傳統(tǒng)的無損檢測技術(shù)是直接測量結(jié)構(gòu)的物理狀態(tài),無需結(jié)構(gòu)的歷史狀態(tài),診斷結(jié)果很大程度上依靠測量設(shè)備的分辨率和精度,而橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測是在同一位置上不同時(shí)間的測量結(jié)構(gòu)的變化來識(shí)別結(jié)構(gòu)的狀態(tài),因此歷史數(shù)據(jù)至關(guān)重要,識(shí)別的精度強(qiáng)烈依賴于傳感器和解釋算法`'。正是由于橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的上述特點(diǎn),因此,要求橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測評(píng)估目標(biāo)是根據(jù)獲得的大量信息,科學(xué)地、客觀地評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)的安全性、耐久性和正常使用性,以給橋梁的管理和維護(hù)提供依據(jù),為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),必須用監(jiān)測到的環(huán)境信息與結(jié)構(gòu)反應(yīng)對(duì)大橋的結(jié)構(gòu)狀態(tài)進(jìn)行識(shí)別和評(píng)價(jià),即利用測得的大橋結(jié)構(gòu)特性,如應(yīng)變、位移、加速度等,對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)健康狀況進(jìn)行評(píng)估。橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)作為一門多學(xué)科交叉的綜合體系,其理論覆蓋到多門學(xué)科的綜合體系,從國內(nèi)外的研究來看',目前普遍采用的集系統(tǒng)識(shí)別、振動(dòng)理論、振動(dòng)測試技術(shù)、信號(hào)采集分析的試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析方法—整體法,山于橋梁結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大、材料的不均勻、冗余度大等特點(diǎn),難以確定損傷是否發(fā)生、損傷的位置和損傷程度等問題。隨著現(xiàn)代傳感和通信技術(shù)的發(fā)展,傳感器越來越便宜和實(shí)用,把傳感器布設(shè)在橋梁結(jié)構(gòu)的各個(gè)最不利位置成為可能,從而為橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測的局部法增加了新的活力。

橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測的局部法,就是把測試傳感器布置在結(jié)構(gòu)最不利構(gòu)件上,根據(jù)測試值和結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行比較完成橋梁結(jié)構(gòu)的安全性判斷。因此這個(gè)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)的設(shè)定就顯得非常重要,如果把安全評(píng)價(jià)指標(biāo)取為規(guī)范值,測試值往往遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于安全評(píng)價(jià)指標(biāo),對(duì)實(shí)際橋梁結(jié)構(gòu)安全預(yù)警沒有意義如果采用大型橋梁結(jié)構(gòu)有限元程序進(jìn)行計(jì)算,就必須知道作用在結(jié)構(gòu)上的荷載和環(huán)境參數(shù)如溫度、濕度等,雖然我們能用有限元程序計(jì)算出荷載產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)反應(yīng),但是,橋梁結(jié)構(gòu)的影響涉及到溫度在整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)上的分布情況,如果要通過理論計(jì)算得到結(jié)構(gòu)的變形,那么首先必須搞清溫度在全結(jié)構(gòu)上的分布和在具體每一個(gè)截面上的分布狀況,事實(shí)上,橋梁結(jié)構(gòu)在小時(shí)之內(nèi)溫度的分布是動(dòng)態(tài)的、持續(xù)變化的,且結(jié)構(gòu)變形經(jīng)常不是對(duì)稱的,山此要搞清溫度在全結(jié)構(gòu)上的分布和在每一個(gè)截面上的具體分布近乎不可能,這種溫度與變形和應(yīng)變的復(fù)雜關(guān)系往往無法用理論計(jì)算來精確給出。如何建立溫度值和橋梁結(jié)構(gòu)反應(yīng)的關(guān)系模型,建立橋梁安全評(píng)價(jià)指標(biāo)就顯得非常重要了,我們知道人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一門嶄新的信息處理學(xué)科,是一個(gè)高度復(fù)雜的非線性動(dòng)力學(xué)系統(tǒng),它具有大規(guī)模并行、分布式存儲(chǔ)和處理、自組織、自適應(yīng)和自學(xué)習(xí)能力,特別適用于需要同時(shí)考慮許多因素和條件的、不精確和模糊的信息處理問題。由于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)大的非線性映射能力、容錯(cuò)能力和魯棒性優(yōu)勢,使得人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在多種交叉學(xué)科中得到廣泛應(yīng)用。