桥梁结构无损检测及健康监测技术的发展与应用
铁路桥梁结构健康监测技术
铁路桥梁结构健康监测技术铁路桥梁是铁路交通的骨架，是保障列车行驶安全、运输顺畅的重要设施。
然而，由于桥梁长期承受运输荷载和自然风化等因素，桥梁的安全性和稳定性随时都可能受到威胁。
因此，铁路桥梁的健康监测技术显得尤为重要。
本文将从铁路桥梁健康监测的优势、常见监测技术以及未来发展趋势三个方面进行探讨。
一、铁路桥梁健康监测的优势铁路桥梁健康监测技术以其高效、准确、及时等优点成为了现代桥梁管理的重要手段。
它能够及时、准确地发现桥梁结构存在的缺陷，保证铁路桥梁的安全运营。
下面我们来了解一下常见的监测技术。
二、常见监测技术1. 振动测试技术振动测试技术是通过采集桥梁的振动数据，分析桥梁结构受力状态和判断桥梁结构的状态，从而判断桥梁结构健康状况。
振动测试技术主要有响应谱分析和损伤诊断两种。
2. 光纤光栅传感监测技术光纤光栅传感监测技术采用光纤作为传感器，通过测量光纤的反射特性来获取桥梁的实时数据，可以从多个方向同时监测桥梁多个关键部位的变形和应力情况。
3. 微波探伤技术微波探伤技术采用微波进行探测，对桥梁结构进行非接触式无损检测，可以检测桥梁结构中的裂纹、腐蚀等缺陷，是桥梁结构检测中的重要手段。
三、未来发展趋势随着人工智能、大数据等技术的逐渐发展，这些技术已广泛应用于桥梁监测领域。
未来的发展趋势将集成多种技术手段，建立统一、完善的桥梁健康监测体系，实时获取桥梁的实时数据，提高监测的精度和准确性。
四、结论铁路桥梁健康监测技术在铁路交通的安全保障中起着重要的作用。
在未来的发展过程中，需要进一步整合、完善相关技术，从而建立起全面、准确监测桥梁健康状态的体系，通过数据分析，为桥梁维护、管理提供决策支持。
桥梁结构健康监测技术的研究与应用
桥梁结构健康监测技术的研究与应用一、引言桥梁作为交通建设的重要组成部分之一，其结构安全必须得到保障。
然而，长期使用和自然因素等因素的影响，会导致桥梁的结构健康状态发生变化，对交通运输和社会造成极其严重的影响。
因此，桥梁的结构健康监测技术得到了人们的广泛关注。
本文将从桥梁最常见的结构监测技术、健康状态评估、监测数据分析及最新应用等方面进行论述。
二、桥梁结构监测技术1.传统监测技术传统的桥梁监测技术一般包括下列几种：（1）视察法：主要是通过人工或无人机进行桥梁的外观检查，来获取桥梁的运行、维护、修缮等方面的信息。
（2）问卷调查法：通过向桥梁的使用者和维保工作人员发放问卷，来了解桥梁的使用情况和存在的问题。
（3）静载试验：通过选定一些代表性部位，采取人工或者机械进行荷载试验，解决桥梁受力状态和荷载能力问题。
上述传统监测技术虽然具有一定的实用性，但是其监测方式受到人为和时间等限制较大，同时监测的精度和数据质量也相对较低，缺乏后续数据的有效分析。
2.现代监测技术近年来，随着科技的进步和监测技术的更新迭代，桥梁结构监测技术得到了快速发展，现代监测技术包括但不限于：（1）加速度计：通过安装在桥梁上的加速度计和激光传感器，实时监测桥梁的竖向和横向振动状态等。
（2）应变计：通过在桥梁上安装应变计，对桥梁的受力状态进行实时监测和数据分析。
（3）智能轮辋仪：通过安装在行驶车辆上的智能轮辋仪，实时对车辆在桥梁上的轮辋形态和荷载情况进行监测。
（4）图像识别技术：通过安装在桥梁上的摄像头进行图像识别，对桥梁的运行状态、环境状况等进行实时监测。
此外还有激光雷达监测技术、声波监测等技术的应用，这些新型技术的应用将极大地提高桥梁结构的精度和效率。
三、桥梁健康状态评估桥梁的健康状态评估是对桥梁结构监测技术的用户名和评价，针对桥梁的运行状态、材料状况、受力效能等方面进行评估。
目前，桥梁的健康状态评估一般可分为以下几种：1.定性评估通过视察法、问卷调查法等进行桥梁健康状态进行描述；2.定量评估通过采用可靠性分析等方法，将各种监测数据进行分析并进行可靠性评估；3.基于机器学习的健康状态评价通过数据挖掘和机器学习等算法，对桥梁的健康状态进行预测和管理。
无损检测技术的应用与发展趋势
无损检测技术的应用与发展趋势无损检测技术的应用与发展趋势随着科技的发展，无损检测技术在各个行业的应用越来越广泛，它成为了解决许多实际问题的有力工具。
从工业生产到医疗保健，从建造桥梁到保障公共安全，无损检测技术可以检测各种物质和物品的质量和结构，为保持事物的完整性和安全性提供了核心保障。
本文将重点介绍无损检测技术的应用和发展趋势，并探讨它们在未来的发展中扮演的角色。
一、无损检测技术的应用1. 工业制造在工业制造领域，无损检测技术主要用于检测材料的物理和化学性质，确保生产的产品符合质量标准和市场需求。
例如，在制造汽车和飞机零部件时，无损检测技术被用来检测材料的内部缺陷和表面损伤。
由于这些零部件的质量可能会对最终的产品性能和安全有很大的影响，因此无损检测技术在此领域中的应用越来越广泛。
2. 石油和天然气开采无损检测技术在石油和天然气开采领域极为重要。
在挖掘油井和天然气井之前，必须对地下地层进行无损检测，以查明储存状况和设备成熟度，从而更好地协调生产效率。
利用无损检测技术，可以对藏在地下的石油和天然气的储量、分布、井的质量和几何形状等进行预测和评估。
此外，无损检测技术还可以帮助检测管道的漏洞和钢板的缺陷，从而保障石油和天然气运输和供应过程中的安全。
3. 城市建设建筑和城市基础设施对于公共安全至关重要。
利用无损检测技术，可以对建筑材料和基础设施进行无损检测，以保证它们的安全性和可靠性。
例如，在桥梁和道路建设方面，无损检测技术可以检测桥梁结构中的裂纹和建筑材料的内部缺陷，确保桥梁和公路的安全运营。
4. 医疗保健在医疗保健领域，无损检测技术被广泛应用于医学成像、病理学诊断和器官移植等方面。
例如，利用X射线、磁共振成像和超声波等无损检测技术，可以检测组织和器官的大小、形状和结构，为医生提供更准确的病情分析和治疗建议。
以上是无损检测技术目前在不同领域的应用。
随着人们对生产、医疗、教育、建筑等领域的要求不断提高，无损检测技术将继续在各个领域起到关键作用。
无损检测技术的发展趋势及应用
无损检测技术的发展趋势及应用随着现代科技的不断发展，无损检测技术在各个领域愈加广泛地应用。
无损检测技术指的是在不破坏被检测物体的前提下，利用物理、化学、电子等多种方法对其内部和外部的缺陷、材料疲劳、质量状态等进行检测、诊断和评估的技术。
无损检测技术在航空航天、汽车、能源、建筑、电力等多个领域均有广泛应用，具有节约成本、提高效率和保障安全等优势。
本文将重点探讨无损检测技术的发展趋势及其在各个行业中的应用。
一、无损检测技术的发展趋势1.1 高级无损检测技术的出现传统的无损检测技术已经难以满足现代工业生产、战争需求和保障人生安全的要求。
随着半导体技术、计算机技术、激光技术、纳米技术等高新技术的发展，高级无损检测技术已经逐渐出现。
例如超声波光调制技术、时间域反射技术、电子束技术、磁共振技术等技术，可以对材料进行更深入、更全面、更精确地检测、诊断和评估。
1.2 信息化发展带来无损检测技术的智能化信息化的发展引领着各种技术的转型升级，无损检测技术也不例外。
无损检测技术的智能化趋势已经显现。
随着物联网、云计算等新兴技术的应用，可以实现无损检测智能化、集成化和网络化，实现远程监控和远程管理等功能。
同时，利用机器学习、人工智能等软件技术，可将大量无损检测数据处理、分析和诊断，提高检测效率和准确性，降低人为失误带来的误判风险。
1.3 环保方向和新材料的无损检测发展随着全球环保意识不断加强，对于材料品质的要求也越来越高。
将无损检测技术应用于环保、新材料领域是未来技术发展的趋势。
相关领域的材料通常非常昂贵，且对材料的质量和完整性要求非常严格。
因此，无损检测技术可以发挥重要作用，帮助企业避免损失和提高生产质量。
二、无损检测技术的应用2.1 航空航天领域无损检测技术在航空航天领域中的应用尤为广泛，例如飞机发动机检测、飞机强度检测、飞机螺旋桨叶片检测等。
电子束、红外、超声波、涡流和X射线等方法常用于内部缺陷的检测。
2.2 汽车领域在汽车生产过程中，开发更加高效和安全的车辆已成为汽车行业的主要目标之一。
桥梁结构安全监测技术与应用
桥梁结构安全监测技术与应用桥梁作为城市重要的交通组成部分，它的结构安全一直备受关注。
近年来，桥梁结构安全监测技术与应用得到了很大的发展，成为桥梁管理的重要手段之一。
本文将从技术原理、应用现状和发展趋势三个方面介绍桥梁结构安全监测技术与应用。
一、技术原理桥梁结构安全监测技术主要包括物理检测技术、传感器技术和信息处理技术。
其中，物理检测技术主要是对桥梁结构进行外观、构件位移、裂缝和腐蚀等方面的检测，通过实地勘察和材料分析等手段，获取桥梁结构的整体健康状况。
传感器技术则是利用加速度计、速度计、位移传感器等设备，对桥梁结构的振动、变形等物理参数进行实时监测，通过建立桥梁结构的数字化模型进行数据分析，从而找出结构变形的原因和危险信号，为修复和维护提供科学依据。
信息处理技术主要包括数据库管理、数据分析和算法优化等方面，通过对数据的精细化处理和不断优化模型，实现对桥梁结构安全状态的精准预测和监控。
二、应用现状目前，桥梁结构安全监测技术已经被广泛应用到各个领域，特别是城市交通和水利工程等方面。
例如，北京大兴机场航站楼建设时，采用了激光扫描仪等高精度设备，对桥梁结构进行了全面的测量和监测，为桥梁的设计修建提供了准确的依据。
同时，中国铁路总公司也在全国各地铁路桥梁上采用振动传感器、位移传感器等设备进行长期监测，及时发现并修复了结构变形和破裂等隐患。
此外，近年来网络技术的发展，也为桥梁结构安全监测提供了更加便捷的手段，通过智能手机和远程监控系统等设备，可以实现对桥梁结构的远程监测和管理。
三、发展趋势随着科技的不断进步，桥梁结构安全监测技术也有着进一步的发展趋势。
首先，传感器技术将不断提高其精度和可靠性，同时在结构监测方面，还将逐渐引入新的技术，如光纤传感技术、无线传感技术等。
其次，信息处理技术将在大数据和人工智能的驱动下，发展出更加智能化的监测和分析工具，从而更好地发现和避免结构安全隐患。
最后，桥梁结构安全监测技术也将更加注重实践应用，紧密结合桥梁管理的需求，通过不断实现技术创新和规模化应用，为更加安全和可靠的城市交通和水利工程建设提供坚实的保障。
桥梁结构健康监测的无损检测技术研究
桥梁结构健康监测的无损检测技术研究桥梁是城市交通中的重要部分，其中有的是历史悠久的古桥，早年设计的桥梁在现今交通的使用和人口的增加下，可能难以保证安全和质量。
因此，桥梁结构的健康监测非常重要。
无损检测是一种可靠的方法，可以在不破坏结构完整性的情况下，实时监测桥梁的健康状况。
一、无损检测技术的分类无损检测技术是指在不破坏结构完整性的情况下，对物体进行缺陷探测、性能评估等工作。
当前的桥梁结构健康监测中，涉及的无损检测技术主要包括超声波检测、磁粉检测、涡流检测、热红外检测等。
1. 超声波检测技术超声波检测技术是利用超声波传播的特性，来探寻材料的性质和损伤情况的一种检测方法。
超声波检测技术在桥梁结构监测中，通常用于检测混凝土桥墩、钢筋锈蚀等方面。
此外，超声波检测技术还可以用来探测空洞、裂缝、脱落等缺陷。
2. 磁粉检测技术磁粉检测技术是一种利用磁场的作用，来发现材料表面或其内部缺陷的方法。
在桥梁结构健康监测中，磁粉检测技术主要用于检测钢桥梁的裂纹、焊缝等方面。
需要注意的是，磁粉检测技术对环境条件较为敏感，对温度、湿度等因素都有一定的要求，因此需要在操作前提前评估好现场环境。
3. 涡流检测技术涡流检测技术是利用交变磁场引起感应电流和感应电阻的反应,来检测材料表面或其内部缺陷的方法。
此技术对于电导率和磁导率不同的材料分别有着明显的检测效果。
涡流检测技术在桥梁结构中，主要用于检测金属结构中的裂纹、腐蚀等缺陷。
4. 热红外检测技术热红外检测技术是一种利用红外线辐射能够推测物体的温度和热分布的检测方法。
通常情况下，热红外检测技术用于检测混凝土桥梁内部的空洞、凝结水等问题。
在使用热红外检测技术检测时，要选择适当的检测时间和环境条件，且在检测前要充分了解该技术的原理和操作规范。
二、无损检测技术的应用实例无损检测技术在桥梁结构健康监测方面，已经得到了广泛的应用。
下面介绍几个典型的应用实例。
1. 钢结构桥梁的无损检测钢结构桥梁的无损检测是桥梁结构健康监测中的重点。
我国桥梁安全与健康检测监测新技术的发展与应用——访在役长大桥梁安全与健康国家重点实验室主任张宇峰
第17卷第6期2020年12月现代交通技术Modern Transportation TechnologyVol.17No.6Dec.2020我国桥梁安全与健康检测监测新技术的发展与应用——访在役长大桥梁安全与健康国家重点实验室主任张宇峰董雅芸（苏交科集团股份有限公司，南京210019）摘要：为深入了解我国桥梁安全与健康现状,全面把握我国桥梁检测监测领域的创新思想和前沿技术，本刊特邀桥梁领域专家、在役长大桥梁安全与健康国家重点实验室主任张宇峰，详细介绍桥梁安全与健康检测监测技术的创新与应用推广，以及未来技术发展所呈现的四大特征趋势，以期推动交通科研技术成果更好更快地在行业內转化与应用，为该领域研究提供参考。
关键词：桥梁;检测；健康监测；技术应用中图分类号：U445.7文献标识码：A文章编号：16729889（2020）06000106Development and Application of New Inspection and Monitoring Technology forBridge Safety and Health in China一Interview with Zhang Yufeng,Director of the State Key Laboratory of Safety andHealth for In-service Long Span BridgeDONG Yayun(JSTI Group Co.,Ltd.,Nanjing210019,China)Abstract:In order to deeply understand the current situation of bridge safety and health in China,and comprehensively grasp the innovative ideas and cutting-edge technologies in the field of bridge inspection and monitoring,an exclusive interview was conducted with Zhang Yufeng,an expert in the field of bridges and director of the State Key Laboratory of Safety and Health for In-service Long Span Bridge.This paper introduces in detail the innovation and application of bridge safety and health inspection and monitoring technology,the international technology communication and exchange,and the four characteristic trends of future technology development,in order to promote the better and faster transformation and application of transportation scientific research and technology achievements in the industry,and provide reference for further research in this field. Key words:bridge；detection；health monitoring；technology application古语云“山无径迹,泽无桥梁,不相往来”,纵观人类社会发展历程,桥梁作为交通运输体系中的重要一环，对经济发展和社会进步发挥着重要的推动作用。
道路桥梁检测中无损检测技术的应用分析
道路桥梁检测中无损检测技术的应用分析无损检测技术是一种在不破坏被测物体的情况下进行检测和评估的技术。
在道路桥梁的检测中，无损检测技术广泛应用于评估结构的健康状况、检测隐蔽缺陷和预防事故发生等方面。
本文将从桥梁健康评估、缺陷检测和事故预测三个方面进行无损检测技术的应用分析。
首先，无损检测技术在桥梁健康评估中起到了至关重要的作用。
通过无损检测技术可以对桥梁结构的各项指标进行准确测量和分析，如结构的强度、刚度、振动响应等。
这些数据可以用于评估桥梁结构的健康状况，及时发现结构的退化和损伤问题。
同时，通过长期的监测和分析，还可以建立桥梁结构的健康评估模型，对桥梁的寿命进行预测，为维护和管理工作提供科学依据。
其次，无损检测技术在桥梁缺陷检测中具有独特优势。
桥梁作为承载车辆和行人交通的重要设施，其结构的安全性至关重要。
无损检测技术能够有效地检测出桥梁结构中的缺陷和隐患，如裂纹、腐蚀、锈蚀等。
通过对桥梁结构进行定期的无损检测，可以及时发现并修复这些缺陷，避免其进一步发展和演化为严重的事故隐患。
最后，无损检测技术在桥梁事故预测方面具备较高的可行性。
通过对桥梁结构的监测和分析，可以得到桥梁在不同荷载和环境条件下的响应和变形情况。
这些数据可以用于建立桥梁结构的动态模型，并通过模型的预测功能进行事故的预测。
如果发现了桥梁结构的异常变化，如振动频率的改变、变形的加剧等，可以即时采取措施对桥梁进行维修和加固，从而有效地避免发生严重事故。
总之，无损检测技术在道路桥梁的检测中具有重要的应用价值。
通过对桥梁结构的健康评估、缺陷检测和事故预测，可以提前发现和解决潜在的问题，保障桥梁的安全和可靠性。
随着无损检测技术的不断发展和创新，相信其在道路桥梁领域中的应用将会更加广泛和深入。
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大型桥梁结构的健康监测已经成为 科研与工程技术人员的关注热点!
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例如:
美国
Sunshine Skyway斜拉桥 Benicia-Martinez钢桁架桥 休斯顿Fred Hartman 大桥 Commodore Barry 大桥 Bronx Whitestone 悬索桥 Bear Mountain 悬索桥 Hormiguero大桥 英国 Flintshire独塔斜拉桥 丹麦 Faroe跨海斜拉桥 Great Belt East 悬索桥 挪威 Skarnsundet 斜拉桥 墨西哥 Tampico 斜拉桥
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实测与修正后的理论(应变)影响线
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2.声发射缆索断丝监测技术 疲劳 腐蚀 化学腐蚀及电化学腐蚀 应力腐蚀及氢脆 腐蚀疲劳 锈蚀 × × O × × 断丝 × O O O
Bronx-Whitestone Bridge New York
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四, 结构健康监测技术的发展与应用
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一, 桥梁状态检查的目的及意义
检查原因 (1)桥梁规定的使用年限; (2)桥梁出现的一些病害; 自然损伤:日晒雨淋,风吹雨打 人为损伤:交通量增大,超载车严重, 交通事故等 (3)设计及施工的失误导致先天不足; (4)桥梁后期养护,管理的不到位.
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Suspension Bridges
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桥梁结构无损检测及健康 监测技术的发展与应用
汇报人:张宇峰
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主要汇报内容
桥梁状态检查的目的与意义 桥梁状态检查的内容 目前普遍存在的问题 几种较新无损检测技术探讨 结构健康监测技术的发展与应用 问题与展望
计算机 计算机
INV306DF智能信号采集分析仪 INV306DF智能信号采集分析仪 江苏省交通科学研究院
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应力检测
振弦式读数仪
混凝土表面应变计 接线箱
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损 伤
有效截面减小 断丝
松弛 × × × ×
损 伤 检 测
振动法 应变监测法 磁检测法 超声波检测法 声学监测法
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Alex Fraser 桥
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激光挠度仪
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动力特性,索力
传感器
信号采集处理分析系统
环境随机激励 环境随机激励
桥梁结构 桥梁结构
891-Ⅳ型传感器 891-Ⅳ型传感器
DLF-8四合一放大器 DLF-8四合一放大器
车辆激励 车辆激励
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全世界桥梁损伤,超载和极端荷载(不包括地震): 近40余座特大型桥梁发生倒塌. 美国和日本等:经济腾飞时建造的桥梁性能衰退最快 美国近60万座桥梁:性能不足和有功能缺陷的占28.6% 欧洲各类病桥:838,000座 美国每年桥梁投资:90%更新维修,10%新建桥梁 我国桥梁也将会由大建 进入维护,管理和大修时期 院 江苏省交通科学研究
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例如:
日本
韩国
泰国 印度 中国
明石海峡大桥 Hakucho悬索桥 南备赞濑户悬索桥 Nambae 悬索桥 Jindo 斜拉桥 New Haengju 斜拉桥 Rama IX 斜拉桥 Naini 斜拉桥 青马大桥 江阴长江大桥 汲水门大桥 南京长江二桥 汀九大桥 南京长江三桥 虎门大桥 济南黄河桥 徐浦大桥 芜湖长江大桥 钱江四桥 润扬长江大桥
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定义
桥梁结构健康监测
在结构上布设传感器,实时 监测结构和构件的响应 进行监测数据处理,结构参 数识别与损伤诊断,实时评 定结构整体与局部安全状态
苏通大桥(1088m)
类比:心跳监视器,胎心监护设备
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状态检查的目的及意义 (1)动态掌握运营期桥梁现有的技术状态以及可能影 响桥梁正常营运的病害分布情况; (2)状态检查的成果可以为桥梁运营,管理与维修加 固提供客观,详尽的决策依据 ; (3)对可能存在的问题,可以做到"早发现,早处 理" ,及时发现存在的安全隐患,实现早预警的目的. (4)对保障桥梁的安全运营,延长桥梁的使用寿命发 挥重要的作用.
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桥梁典型病害照片(1)
梁体破损
墩台破损
护坡沉降
桥面破损
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省内桥梁典型病害照片(2)
封锚锈蚀
桥面系损伤
支座变形
墩台沉降
地 地 基 基 的 的 检 检 测 测
桥 桥 梁 梁 墩 墩 台 台 顶 顶 相 相 对 对 标 标 高 高 检 检 测 测
桥 桥 梁 梁 的 的 荷 荷 载 载 试 试 验 验
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变形检测
电子水准仪
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健康监测系统能做什么?
验证设计理论,施工质量 监测结构局部和整体服役状态(性态) 监测结构损伤,抗力衰减及其演化规律 识别结构损伤及其位置 安全性,耐久性评定与预测 安全预警
长期性,实时性与自动化 是对监测系统的基本要求 通 科 学 研 究 院 江苏省交
材 材 料 料 强 度 度 的 的 检 检 测 测
混 混 凝 凝 土 土 裂 裂 缝 缝 检 检 测 测
钢 钢 筋 筋 锈 锈 蚀 蚀 检 检 测 测
混 混 凝 凝 土 土 保 保 护 护 层 层 厚 厚 度 度 及 及 碳 碳 化 化 深 深 度 度 检 检 测 测
桥 桥 面 面 相 相 对 对 标 标 高 高 检 检 测 测
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桥梁健康监测状况
– 美国八十年代中后期 Sunshine Skyway桥安装500多个传感器 – 英国八十年代后期 – 日本九十年代初期 – 香港90年代中期 青马大桥,汀九大桥,汲水门 大桥 – 内陆90年代中后期 虎门桥,江阴长江大桥