第1章 绪论 1
1.1桥梁结构健康监测概念的提出 1
1.2桥梁结构健康监测研究与应用现状 7
1.3健康监测系统的设计与施工 9
1.3.1健康监测系统设计 9
1.3.2健康监测系统施工 12
第2章 结构健康监测中的传感技术 13
2.1传感技术概述 13
2.1.1传感器的基本概念 13
2.1.2常用传感器简介 16
2.1.3传感器输出信号 20
2.2桥梁用传感器选型、布设及优化 21
2.2.1设计思想和评估需求 21
2.2.2选型原则 22
2.2.3优化布设 23
2.2.4监测内容 25
2.3传感器子系统的设计与施工 27
2.3.1一般要求 27
2.3.2环境荷载监测 28
2.3.3桥梁结构响应监测 42
第3章 结构健康监测中的数据采集与传输技术 55
3.1数据采集与传输技术发展历程 55
3.1.1数据采集技术发展历程 55
3.1.2数据传输技术发展历程 56
3.1.3桥梁健康监测系统采集与传输子系统构成 56
3.2数据采集 58
3.2.1基本概念 58
3.2.2数据采集系统组成 59
3.2.3数据采集系统分类 60
3.2.4开发案例 63
3.3数据传输网络 67
3.3.1通信网络 67
3.3.2通信协议 70
3.4无线传输技术 71
3.4.1无线通信技术 72
3.4.2无线传输技术的难点与不足 74
3.5数据采集与传输子系统设计与施工 75
3.5.1子系统设计 75
3.5.2子系统施工 77
第4章 结构健康监测中的数据存储与处理技术 83
4.1数据存储与处理技术概述 83
4.1.1数据存储与处理技术的发展历程 83
4.1.2桥梁结构健康监测中数据处理面临的问题 84
4.2数据存储与处理子系统的构成 84
4.2.1一般任务 84
4.2.2数据管理 85
4.2.3数据处理 86
4.3数据预处理 87
4.3.1监测系统故障诊断及数据异常处理常用方法 87
4.3.2桥梁健康监测常见数据异常的分类 92
4.3.3基于单传感器信号的数据异常处理方法 92
4.3.4基于多传感器信号相关性分析的数据异常处理方法 107
4.4数据二次预处理 144
4.4.1风数据 144
4.4.2温度数据 145
4.4.3相对湿度数据 146
4.4.4交通数据 146
4.4.5地震数据 147
4.4.6腐蚀数据 147
4.4.7加速度数据 147
4.4.8应变数据 148
4.4.9整体变形数据 149
4.4.10拉绳式位移传感器数据 149
第5章 结构健康监测中损伤识别与状态评估技术 151
5.1状态评估技术概述 151
5.1.1损伤识别方法 151
5.1.2结构状态评估 157
5.2适用性评估——报警指标及阈值设定 159
5.2.1报警阈值设定的一般原则与方法 160
5.2.2风速 162
5.2.3温度 166
5.2.4湿度 169
5.2.5腐蚀 170
5.2.6车辆荷载 172
5.2.7整体位移 175
5.2.8梁端位移 178
5.2.9倾斜 180
5.2.10静应力 181
5.2.11动应力 183
5.2.12加速度（幅值报警） 184
5.2.13索力 185
5.3构件安全性评估 187
5.3.1失效概率和安全指标 188
5.3.2应用示例：江阴长江公路大桥钢箱梁的安全性评价 189
5.4疲劳性能评估 192
5.4.1应力谱 192
5.4.2 S-N曲线 193
5.4.3损伤累积法则 194
5.4.4疲劳寿命评估步骤 194
5.4.5应用示例：江阴长江公路大桥某一构造细部的疲劳评估 195
5.5时效风险概率评估 198
5.5.1时效风险概率状态评估方法 199
5.5.2构件评级系统构建 200
5.5.3一般评价方法 203
5.6相关性分析评估 204
5.7五度指标评估 207
5.8标准场分析评估 210
第6章 结构健康监测中的系统运营与维护 213
6.1系统维护组织 213
6.2系统运营与维护的外部工作条件 215
6.3系统维护周期与一般要求 215
6.4设备常见故障判断与修复 219
6.4.1故障分类与设备常见故障判断 219
6.4.2各类设备常见故障判断与修复 220
第7章 工程应用案例 223
7.1江阴长江公路大桥结构健康监测系统升级改造 223
7.1.1桥况介绍 223
7.1.2原监测系统介绍 224
7.1.3系统升级改造介绍 226
7.2苏通长江公路大桥结构健康监测系统研究与设计 230
7.2.1桥况介绍 230
7.2.2结构健康监测系统总体构成 231
7.2.3传感器子系统 232
7.2.4数据采集与传输子系统 233
7.2.5数据处理与控制子系统 235
7.2.6结构健康评估子系统 236
7.3扬州S237省道三座桥梁简易型健康监测系统设计与实施 237
7.3.1桥况介绍 237
7.3.2系统构建总体考虑 238
7.3.3依托项目背景 239
7.3.4系统设计 240
7.3.5系统实施 242
7.3.6系统功能及新技术效果试验验证 244
7.4基于健康监测的大跨悬索桥伸缩缝状态评定与维修处理 246
7.4.1桥况介绍 246
7.4.2基于健康监测实测数据的伸缩缝状态评估的一般方法 247
7.4.3悬索桥伸缩缝状态评估 248
7.4.4悬索桥和斜拉桥运动特性对比分析 249
7.4.5伸缩缝处理措施 250
7.5长大桥梁船舶撞击实时报警 252
7.5.1桥况介绍 252
7.5.2报警指标选取 253
7.5.3实测数据验证 255
7.6钢箱梁桥TMD阻尼器效果监测与分析 257
7.6.1桥况介绍 258
7.6.2 TMD工作原理及在崇启长江公路大桥上的布设 258
7.6.3 TMD在崇启长江公路大桥中的应用 260
附录1国内外安装桥梁结构健康监测系统的部分桥梁 265
附录2部分桥梁健康监测系统中采用的传感器 270
附录3桥梁健康监测项目工程质量评定方法及评定表格 274
附3.1工程质量验收评定 274
附3.2工程质量评分 274
附3.3工程质量等级评定 275
附3.4评定表格 276
参考文献 290