大跨度桥梁监测损伤的新尝试
在过去的几十年里,基于振动的结构健康监测(VBSHM),以其良好的应用前景,特别是对大跨度桥梁,已成为目前结构工程界研究的热点。 但目前损伤诊断技术在工程实践中的广泛应用,仍然存在一些问题亟待解决。例如,许多现有的损伤评估理论方法已被证明适用于考虑噪声的数值模拟案例,以及简单的实验室试验,但从未应用于实际结构中。此外,在观察期内发生的损伤也很不明显。其次,由于温度等环境因素的影响,模态特性对损伤的敏感性也很难处理。而且测量到的噪声和荷载,可能会破坏观测到的模态特性与损伤之间的变化关系。这也使得我们需要在一段时期内对整个环境影响范围进行监测,然后通过统计法过滤掉大部分的影响因素。第三,虽然我们主要研究的是早期发现的轻微损伤,但是这类损伤对局部缺陷的敏感性较小。最后,为了开发连续监测数据,对于数据的处理和条件解释应该以(半)自主的方式进行。笔者认为,不需要复杂的双数值模型,而是基于处理后的振动数据的损伤检测方法具有明显的优势。
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混凝土立交桥的“形”为艺术
在桥梁概念设计过程中,工程师在选择结构体系时,因为桥梁的跨径、形状和尺寸不同,不可避免地会设计出多种多样的桥梁形式。特别是在基础设施项目的建设过程中,工程师的设计往往起到主导作用,有时甚至要负唯一的责任。 然而,工程师们大多没有意识到,结构形式和固有的几何构成对人类感知的影响重大。格式塔心理学(gestalt psychology)的实验表明, 人类在观察特定形状时,具有倾注和迁移情感的能力。19世纪末,德国哲学家和心理学家Theodor Lipps介绍了“空间美学-移情说”。在其《空间美学和几何学·视觉的错觉》一书中,进一步阐述了人类对几何形状、线条以及更大的构件、结构、建筑物等布局形式的直觉判断。基于这些视觉上的外观,即所谓的结构固有形式逻辑,对于体现结构物的美学性能至关重要,尤其是桥梁。此外,笔者认为,工程师必须在公共基础设施的设计中体现某些特定的形式逻辑,以实现目的性、经济性及最重要的美学设计。
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你所不知道的无缝桥桥梁
桥梁是道路的重要组成部分和关键部分,其失效、破坏和倒塌,不仅修复困难、费用高,而且会带来巨大的间接损失。而桥梁伸缩装置长期暴露于大气中,使用环境恶劣,而且直接承受着交通荷载,极易造成破损并引起桥面和梁板结构的破坏,引起路面和桥面的起鼓,产生不利于纵梁结构承载力和耐久性的次内力,是桥梁的薄弱环节。桥梁伸缩装置的好坏,直接影响桥梁的使用性、耐久性和整体性。对伸缩装置的应用研究持续不断,然而直到今天,仍然没有理想的伸缩装置。为此,人们开展了无伸缩缝桥梁(简称无缝桥)的研究与应用。由于取消了伸缩缝、伸缩装置,无缝桥从根本上解决了伸缩装置带来的病害与维修更换问题。同时,由于提高了桥梁的整体性,其承受灾害事件的能力也有所提高,是重要的桥梁可持续发展技术。
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