大型橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀分析與展望

許懿

（浙江寧波甬臺(tái)溫高速公路有限公司，浙江寧波 315040）

0 引言

近二十年來(lái)，我國(guó)橋梁建設(shè)取得了世人矚目的成就，一批結(jié)構(gòu)新穎、技術(shù)難度高的大跨徑懸索橋、斜拉橋相繼建成。但隨著跨度的增大，許多問(wèn)題隨之而來(lái)，其中安全性問(wèn)題尤為突出。當(dāng)橋梁出現(xiàn)損傷，如果不及時(shí)準(zhǔn)確地對(duì)損傷進(jìn)行檢測(cè)與修復(fù)，將危及人民群眾的人身安全，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成重大損失。因此，為了確保大跨橋梁結(jié)構(gòu)的科學(xué)、安全、高效地運(yùn)營(yíng)，我國(guó)一些大跨橋梁設(shè)置了結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，如江陰長(zhǎng)江大橋、香港青馬大橋、潤(rùn)揚(yáng)長(zhǎng)江大橋、東海大橋、杭州灣跨海大橋、舟山跨海大橋、嘉紹大橋等。結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)隨著橋梁投入運(yùn)營(yíng)時(shí)間的推移在橋梁全壽命期內(nèi)將逐步積累產(chǎn)生大量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和圖像信息，但是如何對(duì)這些不同歷史階段采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效提取、處理和分析利用，獲得反映大橋結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)的代表性動(dòng)、靜力指紋，并定期對(duì)結(jié)構(gòu)的運(yùn)營(yíng)安全進(jìn)行評(píng)估，已逐漸成為橋梁工程領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

舟山跨海大橋，是國(guó)家高速公路網(wǎng)甬舟高速公路（G9211）的重要組成部分，舟山跨海大橋全長(zhǎng)約50 km，總投資超過(guò)130億元，于2009年12月25日正式通車(chē)。整個(gè)跨海大橋由金塘大橋、西堠門(mén)大橋、桃夭門(mén)大橋、響礁門(mén)大橋和岑港大橋五座跨海大橋及接線公路組成。西堠門(mén)大橋是五座跨海大橋中技術(shù)要求最高的特大型跨海橋梁，主橋?yàn)閮煽邕B續(xù)鋼箱梁懸索橋，主跨1 650 m，單跨長(zhǎng)在懸索橋中居世界第二、國(guó)內(nèi)第一，也是目前世界上首座雙箱分體式鋼箱梁懸索橋，設(shè)計(jì)通航等級(jí)30 000 t。金塘大橋主通航孔為主跨620 m五跨鋼箱梁斜拉橋，主通航孔設(shè)計(jì)通航等級(jí)50 000 t。在大橋建設(shè)之初，基于交通運(yùn)輸部以及浙江省交通運(yùn)輸廳關(guān)于大型橋梁運(yùn)營(yíng)期結(jié)構(gòu)安全的信息化監(jiān)管要求，已設(shè)計(jì)并構(gòu)建了基于動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，目標(biāo)是服務(wù)于橋梁管養(yǎng)，實(shí)時(shí)監(jiān)管并掌握大橋代表性構(gòu)件的結(jié)構(gòu)使用狀態(tài)，從而達(dá)到科學(xué)合理地評(píng)估全橋結(jié)構(gòu)安全的目的。

經(jīng)過(guò)四年多的實(shí)際應(yīng)用，整套健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在保障結(jié)構(gòu)安全高效運(yùn)營(yíng)方面提供了寶貴的原始數(shù)據(jù)，特別是在特殊事件作用后（如臺(tái)風(fēng)等）,依托監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所獲得原始數(shù)據(jù),通過(guò)分析及時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)中關(guān)鍵構(gòu)件的結(jié)構(gòu)響應(yīng)做出較為準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)，使管養(yǎng)單位能夠及時(shí)掌握結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)。但是，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)整體性能評(píng)估方面與大橋管理單位的實(shí)際需求和期望還有一定的距離。例如，如何基于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所獲的海量原始數(shù)據(jù)，對(duì)大橋結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)進(jìn)行整體評(píng)估，有待于進(jìn)一步研究完善。針對(duì)上述問(wèn)題，筆者通過(guò)資料查閱和實(shí)地考察，對(duì)國(guó)內(nèi)外大型橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，提出了系統(tǒng)應(yīng)用過(guò)程中存在的問(wèn)題，展望了橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用的研究方向。

1 結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀分析

近年來(lái)，歐美地區(qū)的美國(guó)、丹麥、英國(guó)、德國(guó)和芬蘭等國(guó)家在對(duì)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用方面進(jìn)行了許多基礎(chǔ)性研究，特別是在基于概率的理論分析方面取得了較多的成果，包括一次二階矩法、二次二階矩法、事件樹(shù)法等，基本都可歸屬于理論分析范疇，但這些方法，要在國(guó)內(nèi)實(shí)際工程推廣應(yīng)用較難；日本在對(duì)大型橋梁管養(yǎng)方面，主要是依賴人工巡檢獲知橋梁相關(guān)信息，而一般把結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是作為輔助工具，在橋梁結(jié)構(gòu)上安裝的傳感器數(shù)量一般較少。因此，日本的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)專(zhuān)項(xiàng)分析研究的相關(guān)報(bào)道也很少。

從現(xiàn)有的研究成果來(lái)看，在利用橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所獲海量數(shù)據(jù)開(kāi)展結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)評(píng)估方面目前研究成果比較豐碩的有兩座大橋：香港青馬大橋和潤(rùn)揚(yáng)長(zhǎng)江大橋，此外其它一些大跨徑橋梁（如：蘇通長(zhǎng)江大橋、江陰長(zhǎng)江大橋等）也針對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所獲數(shù)據(jù)開(kāi)展了結(jié)構(gòu)性能評(píng)估方面的研究工作，下面分別從香港青馬大橋、江陰長(zhǎng)江大橋和其它大橋三方面具體介紹研究成果。

1.1 香港青馬大橋

香港理工大學(xué)徐幼麟教授等學(xué)者在香港特區(qū)政府研究資助局資助項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：B.31.37.Q514）、國(guó)家自然科學(xué)基金（項(xiàng)目編號(hào)：50178019）等科研項(xiàng)目的資助下，以青馬大橋結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所獲海量數(shù)據(jù)為研究對(duì)象，從原始數(shù)據(jù)的梳理、篩選和分析，到結(jié)構(gòu)有限元模型的建立，再到針對(duì)不同事件（如臺(tái)風(fēng)、大風(fēng)天氣等）下結(jié)構(gòu)受力性能分析評(píng)估，開(kāi)展了大量的研究工作。研究成果主要包括：有限元模型建立方法、有限元模型分析方法以及疲勞狀態(tài)評(píng)估方法等。

（1）初始有限元模型建立。青馬大橋建模時(shí)將整個(gè)結(jié)構(gòu)劃分為四大部分：鋼主梁、橋墩和橋塔、纜索系統(tǒng)和銜接構(gòu)件、整體結(jié)構(gòu)。單元類(lèi)型根據(jù)構(gòu)件受力行為和特點(diǎn)進(jìn)行選取，并根據(jù)研究目的不同采用針對(duì)性的有限元模型，如三維空間桿系有限元模型、全三維混和有限元模型、部分三維多尺度有限元模型以及部分三維實(shí)體有限元模型等。

（2）有限元模型分析方法。主要有精細(xì)化計(jì)算方法和工程計(jì)算方法：精細(xì)化計(jì)算方法主要采用模態(tài)疊加法考慮風(fēng)-車(chē)-橋耦合作用進(jìn)行精確有限元分析，但該方法計(jì)算效率較差；工程計(jì)算方法采用影響線加載單獨(dú)考慮每種荷載的作用，再進(jìn)行線性疊加，該方法在滿足工程精度要求基礎(chǔ)上能大幅提高計(jì)算效率。

（3）疲勞狀態(tài)評(píng)估方面。明確了疲勞分析的具體步驟，首先對(duì)青馬大橋整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析，明確易產(chǎn)生疲勞的構(gòu)件及其應(yīng)力分布情況；其次通過(guò)局部應(yīng)力分析以確定熱點(diǎn)處的應(yīng)力集中系數(shù)；接著確定關(guān)鍵位置處的應(yīng)力范圍和平均應(yīng)力；最后通過(guò)裂縫初始階段的疲勞損傷分析或裂縫發(fā)展期的裂縫發(fā)展分析確定疲勞損傷的狀態(tài)和結(jié)構(gòu)剩余使用壽命。

除以上介紹的主要研究成果外，還有一些學(xué)者在青馬大橋結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的安全評(píng)估方面開(kāi)展了研究工作，如：a.針對(duì)青馬大橋經(jīng)歷“約克”臺(tái)風(fēng)的背景，詳細(xì)分析了在大風(fēng)荷載作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)，并與理論分析結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，對(duì)于差異較大的數(shù)據(jù)簡(jiǎn)要分析原因；b.利用溫度瞬態(tài)分析方法研究了青馬大橋的溫度場(chǎng)分布和相應(yīng)的結(jié)構(gòu)響應(yīng)情況；c.利用監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所獲數(shù)據(jù)評(píng)估了橋梁結(jié)構(gòu)的使用狀態(tài)，其中亮點(diǎn)之處在于利用小波多分辨率離散方法將車(chē)輛荷載引起的應(yīng)力從原始應(yīng)力數(shù)據(jù)中分離出來(lái)等等。

1.2 潤(rùn)楊長(zhǎng)江大橋

東南大學(xué)李?lèi)?ài)群教授及其科研團(tuán)隊(duì)2008年承擔(dān)了國(guó)家杰出青年科學(xué)基金項(xiàng)目“結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)”（項(xiàng)目批準(zhǔn)號(hào)：50725828），該項(xiàng)目重點(diǎn)開(kāi)展橋梁健康監(jiān)測(cè)海量數(shù)據(jù)分析與評(píng)估研究。項(xiàng)目以潤(rùn)揚(yáng)大橋懸索橋和潤(rùn)揚(yáng)大橋斜拉橋健康監(jiān)測(cè)海量數(shù)據(jù)（主要包括風(fēng)、溫度等環(huán)境作用數(shù)據(jù)以及主梁梁端位移、應(yīng)變和振動(dòng)等結(jié)構(gòu)響應(yīng)數(shù)據(jù)）為主要研究對(duì)象，研究解決大跨斜拉、懸索橋梁健康監(jiān)測(cè)海量數(shù)據(jù)處理分析與評(píng)估各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，形成了系統(tǒng)的橋梁健康監(jiān)測(cè)海量數(shù)據(jù)分析和評(píng)估理論、方法和技術(shù)體系。其中，對(duì)本課題具有借鑒意義的研究成果主要包括：外荷載監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析技術(shù)、結(jié)構(gòu)有限元模型建立和修正關(guān)鍵技術(shù)、基于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)模態(tài)識(shí)別技術(shù)、基于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的鋼箱梁疲勞損傷評(píng)估技術(shù)以及基于梁端位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的伸縮縫健康狀態(tài)評(píng)價(jià)技術(shù)等。

（1）外荷載監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析技術(shù)。主要針對(duì)潤(rùn)揚(yáng)大橋斜拉橋和懸索橋鋼箱梁溫度場(chǎng)數(shù)據(jù)、日常風(fēng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和多次臺(tái)風(fēng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，建立鋼箱梁橫截面的全壽命溫度場(chǎng)和模擬潤(rùn)揚(yáng)懸索橋橋址區(qū)的三維脈動(dòng)風(fēng)場(chǎng)。

（2）結(jié)構(gòu)有限元模型建立和修正關(guān)鍵技術(shù)。懸索橋模型分為六大部分：主梁結(jié)構(gòu)、主塔結(jié)構(gòu)、主纜系統(tǒng)、吊桿系統(tǒng)、中央扣結(jié)構(gòu)和邊界連接條件；斜拉橋模型分為四大部分：索塔、斜拉索、主梁結(jié)構(gòu)以及邊界條件。面向不同的研究目標(biāo)，采用三種不同精度模型（脊骨梁模型、殼單元常規(guī)模型以及精細(xì)殼單元模型）進(jìn)行模擬。對(duì)于懸索橋有限元模型的修正，首先利用裸塔的現(xiàn)場(chǎng)模態(tài)測(cè)試信息對(duì)索塔的有限元模型進(jìn)行三個(gè)階段的修正：模型階次誤差修正（單元數(shù)確定方法）、模型結(jié)構(gòu)誤差修正（節(jié)點(diǎn)剛域模擬方法）和模型參數(shù)誤差修正（構(gòu)件材料和截面特性參數(shù)修正方法）。其次在修正后的橋塔模型基礎(chǔ)上，采用優(yōu)化算法，并結(jié)合竣工實(shí)驗(yàn)中主梁動(dòng)力和靜力信息，對(duì)全橋有限元模型進(jìn)行修正。

（3）基于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)模態(tài)識(shí)別技術(shù)。采用最大熵譜分析代替?zhèn)鹘y(tǒng)功率譜分析識(shí)別結(jié)構(gòu)模態(tài)頻率，該方法能顯著地改善傳統(tǒng)功率譜法對(duì)于非平穩(wěn)振動(dòng)響應(yīng)頻率分辨率低、識(shí)別精度差等問(wèn)題。

（4）基于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的鋼箱梁疲勞損傷評(píng)估技術(shù)。以應(yīng)變監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，研究鋼箱梁焊接細(xì)節(jié)的疲勞效應(yīng)與溫度和車(chē)輛增長(zhǎng)的相關(guān)性，采用統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)建立焊接細(xì)節(jié)疲勞荷載效應(yīng)的概率模型，在此基礎(chǔ)上采用S-N曲線和Mi ner線性損傷累積理論建立鋼箱梁焊接細(xì)節(jié)疲勞可靠度的評(píng)估方法，采用Miner線性損傷累積理論和線彈性斷裂力學(xué)理論建立焊縫疲勞損傷評(píng)估技術(shù)，并根據(jù)Palmgren-Miner準(zhǔn)則和雙線性概率S-N曲線（S代表應(yīng)力幅，N代表壽命）對(duì)焊接細(xì)節(jié)開(kāi)展疲勞壽命評(píng)估。

（5）基于梁端位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的伸縮縫健康狀態(tài)評(píng)價(jià)技術(shù)。采用梁端位移的變化規(guī)律表征橋梁伸縮縫的健康狀態(tài)，基于溫度、車(chē)輛荷載以及主梁梁端位移的健康監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，研究主梁梁端位移與溫度、車(chē)輛荷載的相關(guān)性特征，用“環(huán)境條件歸一化”方法消除溫度、車(chē)輛荷載的影響，最后采用均值控制圖方法識(shí)別伸縮縫位移的異常變化。

1.3 其它大橋

除上述介紹的香港青馬大橋和潤(rùn)揚(yáng)長(zhǎng)江大橋外，不少學(xué)者針對(duì)其他一些大橋的健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)開(kāi)展結(jié)構(gòu)橋梁評(píng)估方面的研究。如濱州黃河公路大橋、香港KapShulMun橋、永和大橋、南京長(zhǎng)江大橋等。

在有限元模型建立方面，各學(xué)者所采用的方法基本與青馬大橋、潤(rùn)揚(yáng)長(zhǎng)江大橋類(lèi)似。在有限元模型修正方面，基本思路為通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)信息的處理，得到結(jié)構(gòu)的頻率、振型等參數(shù)變化，再綜合利用監(jiān)測(cè)得到的結(jié)構(gòu)參數(shù)變化信息對(duì)結(jié)構(gòu)的有限元模型進(jìn)行模型修正，最終得到反映結(jié)構(gòu)的真實(shí)狀況的有限元模型。修正方法一般采用直接矩陣元素修改法和參數(shù)修改的靈敏度分析法。前者采用直接修改剛度矩陣或者質(zhì)量矩陣的方式來(lái)使得有限元模態(tài)分析的特征值與結(jié)構(gòu)實(shí)測(cè)頻率一致，后者主要依靠修改有限元模型的材料常數(shù)等參數(shù)來(lái)減小實(shí)測(cè)模態(tài)頻率、模態(tài)振型與計(jì)算值的誤差。在眾多研究中，值得一提的是：濱州黃河公路大橋利用實(shí)測(cè)頻率修正模型過(guò)程，修正模型采用構(gòu)造原始頻率函數(shù)的逼近函數(shù)，考慮大變形和初始應(yīng)力狀態(tài)的模態(tài)分析，基于遺傳算法的參數(shù)優(yōu)化算法的方法進(jìn)行。永和大橋基于靈敏度分析的有限元模型修正算法研究，在直接搜索算法的基礎(chǔ)上改進(jìn)為自適應(yīng)模式搜索算法進(jìn)行模型修正，利用在迭代過(guò)程中獲得的函數(shù)值信息在迭代的過(guò)程中不斷修正搜索模式，使得優(yōu)化過(guò)程獲得更快的收斂速度且收斂性更有保證。

在基于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)模態(tài)識(shí)別技術(shù)方面，主要方法為頻域法、時(shí)域法以及綜合兩者的其它一些方法。時(shí)域法里最為成熟的是特征系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)法（ERA）和隨機(jī)子空間法（SSI）。前者由于需要系統(tǒng)的輸入信息，所以應(yīng)用于環(huán)境激勵(lì)的情況時(shí)，還需要結(jié)合隨機(jī)減量技術(shù)或者NEXT法使用。頻域法里最為常用的是峰值點(diǎn)拾取法。

在基于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的鋼箱梁疲勞損傷評(píng)估技術(shù)方面，大多采用構(gòu)造細(xì)部的S-N曲線，按照Miner法則計(jì)算構(gòu)造細(xì)部的疲勞壽命，如江陰大橋正交異性鋼橋面板各構(gòu)造細(xì)部疲勞評(píng)估，蕪湖長(zhǎng)江大橋的預(yù)估疲勞壽命等。

2 存在的主要問(wèn)題

綜上所述，結(jié)合舟山跨海大橋結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)際狀況，可以看出，大型橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分析應(yīng)用研究在外荷載監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理、有限元基準(zhǔn)模型建立與修正、結(jié)構(gòu)模態(tài)識(shí)別等方面取得一定成果，但尚存在一些亟待解決的問(wèn)題：

（1）缺乏對(duì)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所獲海量原始數(shù)據(jù)的高效保存方法。大型橋梁布設(shè)的傳感器，少則幾十個(gè)，多則成百上千個(gè)，每天采集的數(shù)據(jù)量相當(dāng)大。倘若對(duì)所有數(shù)據(jù)均加以保存，不但浪費(fèi)大量人力物力，還增加后期數(shù)據(jù)分析工作量，如何對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行精簡(jiǎn)，又能滿足各種分析要求是目前所關(guān)心的技術(shù)問(wèn)題之一。

（2）健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集的原始數(shù)據(jù)與橋梁結(jié)構(gòu)安全評(píng)估之間缺少標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的數(shù)據(jù)分析方法。目前研究主要集中在對(duì)某種類(lèi)型傳感器數(shù)據(jù)的處理，如風(fēng)速、鋼箱梁應(yīng)力等，不同學(xué)者采用的方法也各有利弊，如何對(duì)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中包含的各類(lèi)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化分析也需要開(kāi)展深入研究。

（3）部分關(guān)鍵監(jiān)測(cè)項(xiàng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)存在一定風(fēng)險(xiǎn)。部分關(guān)鍵監(jiān)測(cè)項(xiàng)的傳感器埋在結(jié)構(gòu)內(nèi)部，一旦損壞則無(wú)法再在原位置進(jìn)行設(shè)備更換；而部分關(guān)鍵監(jiān)測(cè)項(xiàng)的傳感器采用進(jìn)口設(shè)備，其維護(hù)工作周期長(zhǎng)、難度大，售后服務(wù)難以滿足要求。

（4）橋梁結(jié)構(gòu)安全評(píng)估后缺少相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)措施。國(guó)內(nèi)外大型橋梁的興建大都在最近幾十年，相關(guān)管養(yǎng)單位在發(fā)現(xiàn)橋梁損傷后，如何制定有針對(duì)性的管養(yǎng)措施進(jìn)行養(yǎng)護(hù)還未形成業(yè)界認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)流程。

3 進(jìn)一步研究方向

通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析可以發(fā)現(xiàn)，針對(duì)大跨度橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的分析主要集中在一些專(zhuān)項(xiàng)問(wèn)題的研究，而缺乏在對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)全面梳理和分析基礎(chǔ)上的結(jié)構(gòu)整體受力性能的評(píng)估。為了實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)健康監(jiān)測(cè)體系對(duì)橋梁科學(xué)化管養(yǎng)提供技術(shù)支撐的目標(biāo)，將面臨以下主要技術(shù)問(wèn)題：

（1）如何考慮交通荷載和環(huán)境荷載對(duì)懸索橋和斜拉橋監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的影響，如何消除海量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中的噪聲、以監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特征反映結(jié)構(gòu)整體特性，如何考慮鋼箱梁等材料力學(xué)性能退化對(duì)結(jié)構(gòu)抗力的影響；

（2）如何將實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與有限元等理論分析結(jié)果互相驗(yàn)證和統(tǒng)一，并引入到橋梁結(jié)構(gòu)安全性能評(píng)估和預(yù)警方法中；

（3）如何建立大橋結(jié)構(gòu)安全評(píng)估和預(yù)警的評(píng)估準(zhǔn)則；

（4）針對(duì)大橋日常管理和養(yǎng)護(hù)工作的需求，如何建立安全評(píng)估和預(yù)警軟件的分析和結(jié)果展示功能；

（5）如何實(shí)現(xiàn)對(duì)大型橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所獲海量數(shù)據(jù)的高效保存，并根據(jù)結(jié)構(gòu)安全評(píng)估的實(shí)際需求，研究標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析處理方法；

（6）針對(duì)部分關(guān)鍵監(jiān)測(cè)項(xiàng)傳感器不宜更換或維護(hù)工作較難等問(wèn)題，探索合理的替代方法；

（7）針對(duì)結(jié)構(gòu)安全評(píng)估結(jié)果，如何制定合理養(yǎng)護(hù)措施。

4 結(jié)論

本文在論述大跨橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用重要性的基礎(chǔ)上，詳細(xì)分析國(guó)內(nèi)外大跨橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀，最后指出當(dāng)前研究中存在的主要問(wèn)題，如：如何對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行精簡(jiǎn)保存、確定標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范化數(shù)據(jù)處理方法等，明確了今后的主要研究方向。為更好地利用大型橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分析應(yīng)用研究維護(hù)橋梁的正常運(yùn)營(yíng)、科學(xué)管養(yǎng)、剩余壽命預(yù)測(cè)等提供了重要保障，然而，這一領(lǐng)域的許多研究理論尚不十分成熟，還需科研人員和工程技術(shù)管理人員做出長(zhǎng)期的努力。