隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，許多大型結(jié)構(gòu)工程得以興建，但它們?cè)诜圻^(guò)程中不可避免的會(huì)受到荷載作用、環(huán)境腐蝕、材料老化、疲勞破壞等因素的耦合作用而產(chǎn)生損傷累積，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的抗力衰減，容易引發(fā)突發(fā)事故。

常規(guī)的人工檢測(cè)的方法帶有很大的主觀性，檢查時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，不能在突發(fā)事件后迅速查明結(jié)構(gòu)的健康狀態(tài)。因此，工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)越來(lái)越受到社會(huì)各界的廣泛重視，對(duì)災(zāi)害的提前預(yù)警或在災(zāi)害發(fā)生后評(píng)估結(jié)構(gòu)的損傷程度及其剩余壽命已成為當(dāng)前各國(guó)學(xué)者們研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。

1結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的概念

結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)指利用現(xiàn)場(chǎng)的無(wú)損傳感技術(shù)，通過(guò)包括結(jié)構(gòu)響應(yīng)在內(nèi)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)特性分析，達(dá)到檢測(cè)結(jié)構(gòu)損傷或退化的目的。結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的過(guò)程包括：通過(guò)一系列傳感器得到系統(tǒng)定取樣的動(dòng)力響應(yīng)測(cè)量值，然后從這些測(cè)量值中抽取對(duì)損傷敏感的特征因了，并對(duì)這些特征因子進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，從而獲得結(jié)構(gòu)當(dāng)前的健康狀況。

結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的內(nèi)容包括(1)荷載監(jiān)測(cè)：包括風(fēng)、地震、溫度和交通荷載等；(2)兒何監(jiān)測(cè)：監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)各部位的靜態(tài)位移(如橋塔和錨錠的沉降和傾斜等)；(3)結(jié)構(gòu)的靜、動(dòng)力反應(yīng)：如應(yīng)變、加速度、頻率和模態(tài)信息等。

對(duì)重大工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時(shí)健康監(jiān)測(cè)、及時(shí)識(shí)別結(jié)構(gòu)的損傷累積并評(píng)估其使用性能和壽命，建立相應(yīng)的預(yù)警機(jī)制，對(duì)可能出現(xiàn)的災(zāi)害進(jìn)行提前預(yù)警，不僅對(duì)于提高結(jié)構(gòu)的性和可靠性具有重大的科學(xué)意義，而且可以降低結(jié)構(gòu)的運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用，因此已成為21世紀(jì)人類亟待解決的重要課題。

2結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成

結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由傳感器子系統(tǒng)、信息采集與處理子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)、損傷識(shí)別、模型修正和評(píng)定及預(yù)警子系統(tǒng)組成。

(1)傳感器子系統(tǒng)，主要包括各智能傳感元件，通過(guò)各智能傳感元件感知結(jié)構(gòu)的荷載和響應(yīng)信息，并以光、電、聲、熱等物理量的形式輸出，該系統(tǒng)是健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基礎(chǔ)的子系統(tǒng)。

(2)信息采集與處理子系統(tǒng)，完成對(duì)傳感器數(shù)據(jù)的收集和信號(hào)的初步處理。

(3)數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)，主要對(duì)傳感器采集的數(shù)據(jù)、經(jīng)數(shù)字信號(hào)處理的數(shù)據(jù)及后續(xù)分析數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)管理。

(4)損傷識(shí)別、模型修正和評(píng)定及預(yù)警子系統(tǒng)，由損傷識(shí)別軟件、模型修正軟件、結(jié)構(gòu)評(píng)定軟件和預(yù)警設(shè)備組成。