桥梁健康监测与安全评估的方法与展望__墨水学术,论文发表,发表论(2)

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缺陷情况。
　　红外线辐射检测技术用于无损测试始于20世纪六七十年代，后来在80年代被数字化。红外线能在电磁谱中产生介于微波和可见光的波频，红外线谱分为低于10µｍ的近红外线和波长更长的远红外线。应用于无损评估的红外线系统,绝大多数在近红外线区和略超出红外线区工作，波长一般在1～15µｍ之间。热在材料中的传递或辐射，可以通过红外线系统观察到，而且，由于热总是由温度高的区域向温度低的区域传递，材料的不连续会阻碍热的传递，通过一个热图谱仪可以精确地、定量地检测和显示辐射能。在可见的图像中，不同的能量水平用不同的颜色代表，可以方便的进行评估和分析。
　　光纤传感器是利用光纤能够随着外界环境的变化（如温度、压力等），使光纤内传输光的某些参数发生变化，如强度、相位、频率、偏振态等，并且具有一定的规律性，即通过对传输光的某些参数变化的测量，实现对环境参数的测量。光纤传感器被广泛地应用于测量腐蚀、应变、压力和裂纹、温度、电磁场、电流等。与其他类型的传感器相比，光纤传感器具有更可靠，可重复使用，且长期应用时可以进行自基准等特点。光纤传感技术用于桥梁结构的无损检测与无损评价是目前较为理想的安全措施3。
　　但所有这些局部检测方法的不足之处在于4：（1）仪器设备的价格昂贵，实验数据的解释需要专门的技术知识，难以进行长期检测；（2）被测点必须是可以接近的，对于那些不能接近的损伤部位，这些检测方法难以胜任；（3）需要繁琐的电缆把传感器测量装置同控制中心相连接，这无形中就增加了监测系统的费用。另外，电缆会受到各种环境因素的干扰，不利于信号的采集，而且还要对电缆进行维护。
　　2.2结构损伤的整体检测
　　整体检测方法主要有基于振动的检测方法、模型修正方法、静态检测方法和神经网络法。
　　基于振动的检测方法的原理是：损伤使结构的物理参数发生改变，同时也会引起结构动态特性（频率、振型、阻尼、振型曲率、功率谱、模态保证准则等）的变化，而这些变化可以通过结构的动态试验由测得的动态响应数据探测到，因此结构的振动信息能用来识别结构是否发生损伤，并可以定位和定量损伤。根据使用数据所在的域的不同，基于振动信息的损伤识别方法可分为3类：基于模态域数据的方法；基于时间域数据的方法和基于时频域数据（小波分析）的方法。近些年来，大家一致认同的是结合系统识别、振动理论、振动测试技术、信号采集与分析等跨学科的试验模态分析方法（EMA）。基于模态域数据的方法，根据所采用的模态信息不同，又可进一步分为5：基于固有频率的方法、基于振型的方法、基于应变模态的方法、基于模态应变能的方法、基于柔度的方法、基于频响函数的方法、基于动态残余向量的方法等。基于时间域数据的方法通常是利用结构振动响应在局部时间域上的特性或在一段时间域上的统计特性来识别结构的损伤。基于小波包变换的方法的基本原理是：当结构发生损伤时，由响应的小波包变换提取的各频段上的能量分布与完好结构相比发生明显变化，因此小波包能量可以作为反映结构健康状况的损伤特征参量。
　　大量的模型试验和结构的原型测试经验表明，由于土木工程结构损伤分布和损伤程度有很大的随机性、振动源不明确和振动测试环境不可控、独特的个性和相对复杂等特点，以上方法应用在实际工程中时遇到了很多困难，比如，测试数据不完备、环境激励下无法获得激振信息、结构所处的外界环境复杂多变、无法得到结构在完好状态下的基准数据、很难得到精度较高的基准有限元模型、测试噪声的干扰等。
　　模型修正法主要是把实验结构的振动反映记录（振型、阻尼、频率、加速度记录、频响函数等）与原先的模型计算结果进行综合比较，通过条件优化约束，不断的修

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