论述土木工程结构健康监测的方法

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       土木工程结构健康监测指利用现场的无损传感技术和结构系统的特性分析包括结构的响应,以达到检测结构损伤或退化的一些变化。理想的健康监测与损伤检测方法应能在结构损伤出现的较早时期发现损伤,在传感器精度允许的情况下确定损伤的位置,估计损伤的程度,并预测出结构的剩余有效寿命。另外此方法应该具备的另一重要性能,是能够区分结构建模误差引起的偏差还是结构损伤引起的偏差。一般结构健康监测系统主要由四个功能子系统组成并通 过网络联系进行工作,这四个子系统是传感系统、信号采集与处理系统、通信系统、监控中心和报警设施(见图1)。

1结构损伤检测方法结构的损伤检测主要包括4个层次:

       ①结构是否发生损伤;

       ②对损伤的定位;

       ③对结构损伤程度进行评价;

       ④对结构的损伤影响及剩余寿命进行估计。目前关于结构损伤识别的第一层次的探讨已经成熟,而关于损伤定位与损伤识别大小方面的探讨是核心,也是难点。损伤检测方法可分为局部法和整体法。局部法依靠无损检测对特定构件进行精确的检测、查找,描绘缺陷的部位;而整体法利用结构现场测试信息,评价整体结构的状态,可以间断或连续地评价结构的健康,确定损伤存在的可疑区域。局部检测方法需要预先知道结构损伤的大体位置,并且要求检测仪器能够到达损伤区域,对于大型复杂结构,无法给出整体结构的损伤信息。在大型土木结构工程的健康监测中多综合利用局部法和整体法。

1.1局部损伤检测方法检测结构的局部损伤一般使用无损检测技术[2]有目测法、回弹法、染色法、光谱法、渗漏试验法、声发射法、射线法、超声波探测、脉冲回波法、红外线法、热相仪成像法、透地雷达法以及磁泄漏、磁粒子法、磁扰动法、涡流法等等。绝大多数技术成功地应用于检查一定部件的裂缝位置、焊接缺陷、腐蚀磨损、松弛或失稳等,实际检测中经常几种技术联合使用来评价结构状态。

       1.2整体损伤检测方法图1结构健康监测系统组成


[正文图表略.]
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