桥梁结构损伤识别方法的探讨

金华东

摘 要：桥梁作为交通运输系统中不可缺少的一部分，在相关部门得到了特别的重视。要使交通运输系统得以正常运行，作为其纽带的桥梁必须维持在一个健康稳定的状态。但是现如今大多数桥梁由于人文设计、施工、管理方面的不到位以及自然环境恶化和地震等的影响下出现桥梁的损害、老化以及断裂现象。就此本文对桥梁结构损伤识别的方法进行深入的探讨与剖析。

关键词：桥梁结构；损伤；识别方法；探讨

中图分类号：U445.7 文献标识码：B 收稿日期：2015-11-10

一、桥梁结构损伤识别方法的种类

1.传统结构损伤识别方法

在早期阶段，人工检测是海内外最早也是最原始的一种对桥梁结构损伤的识别方法，主要包括对桥梁结构的一般外观检测、日常检测以及某些特殊检测等。经过长时期的应用，我们发现，虽然人工结构损伤检测能够有效地对一些桥梁结构损伤做出较为明确的判断，但是也给工程的各方面带来不便。它不仅仅对人力、物力以及财力的需求量大，而且不能对桥梁结构损伤做出及时且准确的判断。另一方面，在人工结构损伤检测前我们必须知道桥梁结构损伤的大致位置。

2.基于振动的桥梁结构损伤识别方法

随着科学技术的发展，人们发现一种基于振动的结构损伤识别方法，它是一种在桥梁健康监测理念的基础上所提出的对桥梁结构损伤进行整体检测的方法。桥梁结构一旦发生损害，桥梁结构在质量、阻尼比以及刚度等物理方面会随之发生变化，而方法是根据固有频率、模态应变能、模态曲率、模态柔度、模态振型、模态保证准则等特定的动力指标在结构发生损害前后出现的变化所进行的定位和定量检测分析。固有频率主要针对桥梁结构的单处损伤有明显的改变，但多处发生损害时其表现并不明显，从而不能准确判断出损伤的位置。相对于固有频率，模态振型在动力损害的情况下做出诊断更准确和方便，高阶震动对于桥梁局部的损害具有高度的敏感性；但是在实际操作过程中，低阶振动能够对损伤的位置做出准确的判断。相对于固有频率及振动，模态曲率在结构损害的敏感度方面更具有明显的优势。另一方面，模态曲率能够准确判断单处损害的位置，对于多处损害更是具有高度的敏感性。模态柔度与桥梁结构的刚柔度相关，桥梁结构发生损害时，刚度将会降低，柔度将会升高。

国内外对于桥梁结构损伤的识别方法中最热门的是基于振动损伤的识别方法，相关人员对它投入大量的研究，具有较为广阔的发展前景；但是由于该方法目前还不够成熟，因此在实际操作中并不常见，还需我们做更深入的研究。

3.基于神经网络的损伤识别方法

神经网络识别方法是直接依照结构模拟损伤的样本指标进行损伤识别的一种方法，它具有其他方法所没有的容错能力，而且还具有独特的组织和适应能力；另外它还能很好地避免由外界环境噪音所造成的桥梁动力参数不准确或失误的问题发生，从而能够大大增强在环境振动情况下处理数据信号的能力。完整的损伤训练样本集合是使用基于神经网络识别方法的首要条件，这种方法能够准确判断出桥梁的损伤区域，并做出分析报告；但是这种方法在桥梁结构损伤中的运用并不成熟，因此人们还需提一步地研究。

二、桥梁工程损伤识别的发展

随着我国社会的不断发展和科学技术水平的不断提高，交通运输更是在我国的国民经济中占据着举足轻重的地位。从国内外的桥梁工程来看，结构损伤识别只是一项初步研究的新技术，在土木工程的运用中也还存在着一些问题，因此需要我们做更深一步的研究： 首先，探寻一种更加准确且有效的识别方法，从而能够针对各类不同的桥梁损伤进行完整的诊断以及定位定量分析；其次，为提高损伤识别的精确度，建立一个有限元模型；最后，为降低误差对结构损伤的影响，构建组织损伤数据库。

三、结束语

综合而言，我国现如今对桥梁结构损伤的识别方法仍旧存在着一些问题，一旦桥梁的结构遭到破坏，将会导致我国的交通运输系统受阻，从而影响我国的社会经济发展和稳定，甚至将威胁到广大人民群众的生命及财产安全，因此，在桥梁结构损伤识别方面还需相关人员做进一步的研究。

参考文献：

[1]张 亮.桥梁结构损伤识别方法的研究进展[J].山西建筑，2013，（9）：298-299.

[2]王根会，武广海，胡良红.基于RBF神经网络设计桥梁结构损伤的识别方法研究[J].兰州交通大学学报，2013，（7）：147-148.