桥梁智能健康监测技术与应用现状分析

桥梁智能健康监测技术与应用现状分析

赵黎娟

云南云路工程检测有限公司 云南昆明 650000

摘要：桥梁作为交通基础设施的重要组成部分，能跨越山谷、河流等自然障碍，有效缩短行驶距离，使人们出行便捷、安全。随着桥梁数量的不断增多，对桥梁质量安全、耐久性及日常使用功能也得到了广泛关注，桥梁智能健康监测作为主要的监测和评估技术，能及时有效发现桥梁病害，做到早发现，早排除，确保了桥梁的安全性。文章主要分析了桥梁智能健康检测技术，同时探讨了该技术在建设过程中的运用方法，从而降低桥梁事故发生几率。

关键字：桥梁工程；智能健康检测；人工检测

引言

在过去传统的桥梁工程的建设中，基本上是利用人工检测的方式，但是这样工程建设会消耗大量的人力与物力，从而导致整体的施工建设周期相对比较长，加上检测人员的主观影响要素比较大，从而导致工程建设可能出现一定的质量问题，无法满足工程建设的多方面需求，采用智能化的检测技术，越发受到人们关注。

1 桥梁健康检测意义

在进行桥梁健康检测工作开展中，主要是在桥梁中心，设置采集系统，这样就可以及时的采集到桥梁在投入使用当中的各种状态参数与信息。将采集到的数据进行集中的处理，将其传送到控制中心，并经过详细的分析与处理之后，就可以得到最终桥梁的健康状态信息。这样的工作开展，形成了对桥梁承载能力、损伤状态、剩余寿命等信息，从而为后续的桥梁保养、交通量控制以及维修与管理，提供可靠的基础。

相比较传统的检测技术，桥梁健康检测技术的智能化使用，是在测试过程中，可以实现高效率、准确的信息采集与通讯作用的关键技术。同时基于倾向于状态结构参数，以及实现实时检测的方式，可以对健康状态的变化形成长期的检测与评估，最终得到桥梁变化的趋势图。这样的处理方式，可以很好的对可能出现的结构性问题及时预警，为相关维护与管理人员提供帮助，保障桥梁工程的顺利建设[1]。

2 桥梁智能健康监测系统组成

2.1 数据采集系统

在桥梁的不同位置，都安装先进的传感器，可以基于传感器的采集信息类型，采集到需要的状态信息。例如，使用位移计、应变片、加速度计、水平仪以及温度计当各种设备，加上与配套的应变箱等设备，进行综合性的使用，就可以较为直接的直观反映出整个桥梁的健康状态，提供准确可靠的监测数据信息，加上进行针对性的实时数据的采集与预处理，以此满足多样化的信息处理需求[2]。

2.2 通信系统

在进行通信系统的搭建，基本上是将数据采集系统进行合理化的设计，并采集到的各种数据信息，都传输到系统中心，对数据集中评估与整合。当前这样的系统搭建，由于采用了无线网络技术模式，使得具备着低成本、高效率的技术优势，特别是在桥梁健康监测的领域，已经得到了良好的运用[3]。

2.3 数据存储与分析系统

当前进行数据存储系统的搭建中，是一种对通信系统传输的实时监测与数据的存储。在对不同类型的传感器的处理中，采集到的数据信息需要得到针对性的分类存储与管理，因此使得数据结构需要始终比较完整与可靠。其次还需要采用高质量的存储设备，这样才可以让系统稳定性的运行，加上对硬件损坏进行合理化控制，满足数据信息的处理需求。

2.4 综合管理系统

在进行综合管理工作开展中，需要加强数据系统的分析与处理，已经在存储以及分析系统的环节，也要提供准确的数据信息，特别是及时的反馈数据结果信息，这样就可以对桥梁进行远程监测，以及具体的控制环节，形成更好形象化的效果，便于桥梁健康状态以及反应信息的效果。

3 桥梁智能健康监测技术

3.1 结构参数识别

当前对桥梁工程的智能化监测的工作开展中，主要是对挠度、应力、温度、裂缝宽度等参数进行分析，基于传统的学科理论，同时加强对桥梁结构的综合判断，这样便可以对可靠性进行良好的定性与评价。

3.2 结构震动损伤监测

在进行结构震动的处理当中，发生的损伤问题基本上是利用采集与结构动力特性的分析，加上对模态参数进行结构判断与处理，这样对桥梁结构的无损监测分析方式，实现高效率的桥梁结构判断。在对桥梁结构的无损识别分析环节，也是当前模态结构参数的函数采集与计算。物理特性的变化，体现出系统动力学发生变化情况。在进行针对性的模态参数的分析，可以及时的获得物理特性。

使用该技术的过程中，可以得到结构整体性能，并对桥梁接结构承载力进行有效判断。但是对于大跨度桥梁结构的判断中，基于风荷载、地面微动等方面的环境处理中，需要对引发的自由振动问题进行处理，利用好这样的桥梁结构方式，就可以实现实时的监测与评估。

当前对于桥梁损伤的识别与处理中，基本上分为两种常见的类型。例如，采用动力无模型损伤分析环节，就是要从系统的角度进行分析，基于特定的频谱进行分析，或者采用其他的变量，进行针对性的识别损伤，从而满足相关的运行需求。其中进行时域法的分析中，频域方法存在着各种技术类型，因此工作人员要有效判断，采用合理的技术手段。

3.3 人工神经网络损伤识别

在当前技术的发展中，伴随着Python语言的使用，以及机器学习和AI技术的高速发展，让ML算法已经广泛运用到了各个领域当中。神经网路技术的使用，本质上是一种模拟人体思考的计算机技术，该技术可以解决一些常见的数据分析问题，相比较人工处理方式，该技术的运行能力与信息处理能力更加高效全面，因此十分适合各种大型反问题的处理，例如处理好结构损伤的诊断与评估。

4 桥梁智能健康监测技术应用现状

4.1 环境因素考量

在当前进行桥梁结构的监测中，桥梁健康监测系统的搭建，经常会受到各种外界因素的影响，其中工程环境与结构模态的参数铭感行，经常会带来不利影响。因此，为了可以很好的提升系统长期的监测稳定性，就需要有效把控成本投入量，并在数据的处理过程中，就要保持对设备成本的合理化使用，避免系统稳定性受到影响。

4.2 数据多样性

当前桥梁监测数据的采集中，由于具备着多样性的特征，使得对于数据信息的采集与评估，需要做好挠度、应力、应变以及温度等多方面的分析与调整。特别是结合数据结构进行集中整合，才可以解决一些传统的数据问题。当前进行数据信息的去噪、分离、准确分析的不同环节，都是当前桥梁健康监测的重要解决问题。其次，在使用的PCA分析方式，可以对数据信息实现集中降噪处理，这是当前桥梁结构健康监测工作开展的关键所在。

4.3 评价指标

在对桥梁结构的分析中，为了保障健康状态得到良好的评价，同时加强损伤量的指标分析，就需要结合不同的量化指标信息，进行针对性的评价与把控。其中桥梁工作状态的设计上，主要是集中对反应的问题进行评估，并对数据信息的实际情况，进行评价并做好具体的信息及时处理。

4.4 传感器把控

    在基于不同标准的分析处理中，传感器的技术要求，在规定内容以及详细的程度上，始终存在着较大的差距，特别是在进行数据状态，以及固定内容的分析中，就需要做出详细的规定。当前进行数据传感器指标的分析环节，需要结合常见的传感器性能，以及后续进行测量范围、灵敏度以分辨率的集中分析，这样才可以很好的保持分析的完善性与可靠性。但是需要注意的是，这样的技术在实际使用环节，也要得到工作人员的技术评估，并对内部参数进行技术的调整，才可以保持相关数据的有效运行，特别是强化传感器的性能，这样才可以符合人们多样化的数据信息分析需求，也要进行多样性的分析，特别是对工作温度以及磁通量等传感器，开展合理化的监测。

5总结

在我国当前桥梁事业的发展中，越发的重视智能化管理技术的使用，相关工作人员利用先进技术，可以及时的反馈桥梁状态，并为后续的维护与管理工作提供良好参考，是推动我国基础工程建设与发展的关键所在。

参考文献：

[1]赵清杰.基于智能健康监测的桥梁变形及稳定性分析[J].工程机械与维修,2023,(04):56-59.

[2]卢涌鑫,宋健.桥梁健康监测系统多源数据自动化匹配方法                [J].广东公路交通,2023, 49(02):36-41+54.

[3]赵严亮.Monitoring Data Fusion Based on Visual and Inertial Sensing Systems[D].兰州理工大学,2023.