隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和科技的進步，許多大型結(jié)構(gòu)工程得以興建，但它們在服役過程中不可避免的會受到荷載作用、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)的人工檢測的方法帶有很大的主觀性，檢查時間過長，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)測技術(shù)越來越受到社會各界的廣泛重視，對災(zāi)害的提前預(yù)警或在災(zāi)害發(fā)生后評估結(jié)構(gòu)的損傷程度及其剩余壽命已成為當(dāng)前各國學(xué)者們研究的熱點問題。

1結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的概念

結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測指利用現(xiàn)場的無損傳感技術(shù)，通過包括結(jié)構(gòu)響應(yīng)在內(nèi)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)特性分析，達到檢測結(jié)構(gòu)損傷或退化的目的。結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的過程包括：通過一系列傳感器得到系統(tǒng)定取樣的動力響應(yīng)測量值，然后從這些測量值中抽取對損傷敏感的特征因了，并對這些特征因子進行統(tǒng)計分析，從而獲得結(jié)構(gòu)當(dāng)前的健康狀況。

結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的內(nèi)容包括(1)荷載監(jiān)測：包括風(fēng)、地震、溫度和交通荷載等；(2)兒何監(jiān)測：監(jiān)測結(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、動力反應(yīng)：如應(yīng)變、加速度、頻率和模態(tài)信息等。

對重大工程結(jié)構(gòu)進行實時健康監(jiān)測、及時識別結(jié)構(gòu)的損傷累積并評估其使用性能和壽命，建立相應(yīng)的預(yù)警機制，對可能出現(xiàn)的災(zāi)害進行提前預(yù)警，不僅對于提高結(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)的運行和維護費用，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)測系統(tǒng)的組成

結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(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)、損傷識別、模型修正和評定及預(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)，完成對傳感器數(shù)據(jù)的收集和信號的初步處理。

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

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