金華東

摘 要：橋梁作為交通運(yùn)輸系統(tǒng)中不可缺少的一部分，在相關(guān)部門得到了特別的重視。要使交通運(yùn)輸系統(tǒng)得以正常運(yùn)行，作為其紐帶的橋梁必須維持在一個(gè)健康穩(wěn)定的狀態(tài)。但是現(xiàn)如今大多數(shù)橋梁由于人文設(shè)計(jì)、施工、管理方面的不到位以及自然環(huán)境惡化和地震等的影響下出現(xiàn)橋梁的損害、老化以及斷裂現(xiàn)象。就此本文對橋梁結(jié)構(gòu)損傷識別的方法進(jìn)行深入的探討與剖析。

關(guān)鍵詞：橋梁結(jié)構(gòu)；損傷；識別方法；探討

中圖分類號：U445.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 收稿日期：2015-11-10

一、橋梁結(jié)構(gòu)損傷識別方法的種類

1.傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)損傷識別方法

在早期階段，人工檢測是海內(nèi)外最早也是最原始的一種對橋梁結(jié)構(gòu)損傷的識別方法，主要包括對橋梁結(jié)構(gòu)的一般外觀檢測、日常檢測以及某些特殊檢測等。經(jīng)過長時(shí)期的應(yīng)用，我們發(fā)現(xiàn)，雖然人工結(jié)構(gòu)損傷檢測能夠有效地對一些橋梁結(jié)構(gòu)損傷做出較為明確的判斷，但是也給工程的各方面帶來不便。它不僅僅對人力、物力以及財(cái)力的需求量大，而且不能對橋梁結(jié)構(gòu)損傷做出及時(shí)且準(zhǔn)確的判斷。另一方面，在人工結(jié)構(gòu)損傷檢測前我們必須知道橋梁結(jié)構(gòu)損傷的大致位置。

2.基于振動(dòng)的橋梁結(jié)構(gòu)損傷識別方法

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)一種基于振動(dòng)的結(jié)構(gòu)損傷識別方法，它是一種在橋梁健康監(jiān)測理念的基礎(chǔ)上所提出的對橋梁結(jié)構(gòu)損傷進(jìn)行整體檢測的方法。橋梁結(jié)構(gòu)一旦發(fā)生損害，橋梁結(jié)構(gòu)在質(zhì)量、阻尼比以及剛度等物理方面會(huì)隨之發(fā)生變化，而方法是根據(jù)固有頻率、模態(tài)應(yīng)變能、模態(tài)曲率、模態(tài)柔度、模態(tài)振型、模態(tài)保證準(zhǔn)則等特定的動(dòng)力指標(biāo)在結(jié)構(gòu)發(fā)生損害前后出現(xiàn)的變化所進(jìn)行的定位和定量檢測分析。固有頻率主要針對橋梁結(jié)構(gòu)的單處損傷有明顯的改變，但多處發(fā)生損害時(shí)其表現(xiàn)并不明顯，從而不能準(zhǔn)確判斷出損傷的位置。相對于固有頻率，模態(tài)振型在動(dòng)力損害的情況下做出診斷更準(zhǔn)確和方便，高階震動(dòng)對于橋梁局部的損害具有高度的敏感性；但是在實(shí)際操作過程中，低階振動(dòng)能夠?qū)p傷的位置做出準(zhǔn)確的判斷。相對于固有頻率及振動(dòng)，模態(tài)曲率在結(jié)構(gòu)損害的敏感度方面更具有明顯的優(yōu)勢。另一方面，模態(tài)曲率能夠準(zhǔn)確判斷單處損害的位置，對于多處損害更是具有高度的敏感性。模態(tài)柔度與橋梁結(jié)構(gòu)的剛?cè)岫认嚓P(guān)，橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)生損害時(shí)，剛度將會(huì)降低，柔度將會(huì)升高。

國內(nèi)外對于橋梁結(jié)構(gòu)損傷的識別方法中最熱門的是基于振動(dòng)損傷的識別方法，相關(guān)人員對它投入大量的研究，具有較為廣闊的發(fā)展前景；但是由于該方法目前還不夠成熟，因此在實(shí)際操作中并不常見，還需我們做更深入的研究。

3.基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的損傷識別方法

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別方法是直接依照結(jié)構(gòu)模擬損傷的樣本指標(biāo)進(jìn)行損傷識別的一種方法，它具有其他方法所沒有的容錯(cuò)能力，而且還具有獨(dú)特的組織和適應(yīng)能力；另外它還能很好地避免由外界環(huán)境噪音所造成的橋梁動(dòng)力參數(shù)不準(zhǔn)確或失誤的問題發(fā)生，從而能夠大大增強(qiáng)在環(huán)境振動(dòng)情況下處理數(shù)據(jù)信號的能力。完整的損傷訓(xùn)練樣本集合是使用基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別方法的首要條件，這種方法能夠準(zhǔn)確判斷出橋梁的損傷區(qū)域，并做出分析報(bào)告；但是這種方法在橋梁結(jié)構(gòu)損傷中的運(yùn)用并不成熟，因此人們還需提一步地研究。

二、橋梁工程損傷識別的發(fā)展

隨著我國社會(huì)的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，交通運(yùn)輸更是在我國的國民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)著舉足輕重的地位。從國內(nèi)外的橋梁工程來看，結(jié)構(gòu)損傷識別只是一項(xiàng)初步研究的新技術(shù)，在土木工程的運(yùn)用中也還存在著一些問題，因此需要我們做更深一步的研究： 首先，探尋一種更加準(zhǔn)確且有效的識別方法，從而能夠針對各類不同的橋梁損傷進(jìn)行完整的診斷以及定位定量分析；其次，為提高損傷識別的精確度，建立一個(gè)有限元模型；最后，為降低誤差對結(jié)構(gòu)損傷的影響，構(gòu)建組織損傷數(shù)據(jù)庫。

三、結(jié)束語

綜合而言，我國現(xiàn)如今對橋梁結(jié)構(gòu)損傷的識別方法仍舊存在著一些問題，一旦橋梁的結(jié)構(gòu)遭到破壞，將會(huì)導(dǎo)致我國的交通運(yùn)輸系統(tǒng)受阻，從而影響我國的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和穩(wěn)定，甚至將威脅到廣大人民群眾的生命及財(cái)產(chǎn)安全，因此，在橋梁結(jié)構(gòu)損傷識別方面還需相關(guān)人員做進(jìn)一步的研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]張 亮.橋梁結(jié)構(gòu)損傷識別方法的研究進(jìn)展[J].山西建筑，2013，（9）：298-299.

[2]王根會(huì)，武廣海，胡良紅.基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)橋梁結(jié)構(gòu)損傷的識別方法研究[J].蘭州交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，（7）：147-148.