UIUC的桥梁结构健康监测技术及其重要性

"UIUC SHM (结构健康监测) 是伊州大学芝加哥分校土木与材料工程系智能传感与无损检测实验室的研究重点，主要关注桥梁等基础设施的健康状况监测。" UIUC SHM (结构健康监测) 研究旨在通过先进的智能传感技术对结构进行持续监控，以预防和早期发现可能的损坏。这项工作的重要性在于，历史上许多桥梁和其他关键基础设施的突然损毁，如I-35高速公路明尼阿波里斯市桥、19号高速公路高架桥以及塔科马大桥等，都表明了仅依赖定期肉眼检查无法有效识别潜在问题。结构健康监测系统能够实时追踪结构中的关键参数，如索力变化，从而及时发现结构损伤和退化。 结构健康监测的主要目标包括确保公众安全，灾后评估结构完整性，监控施工过程，验证设计，了解结构性能，描述荷载情况，协助桥梁维护，以及减少维修成本和时间。监测的内容广泛，涵盖了裂缝、应变、变形、转动、力与荷载、振动特性等多个方面。 系统通常由被监测结构、各种传感器、现场数据采集系统、通讯系统、数据存储和处理设施组成。大量的传感器和数据意味着需要高效的信号传输和海量数据处理能力，这是土木工程结构健康监测区别于其他领域的显著特征。此外，由于材料多样性（如钢材、混凝土、FRP混合材料等）和结构的大型化，处理各种损伤形态和低频振动成为挑战。 通过结构健康监测，研究人员可以更深入地理解结构的动态行为，预测潜在的结构问题，以及采取预防性维护措施，从而延长基础设施的使用寿命，确保公共安全。UIUC的SmartSensors&NDTLab在这个领域的工作为全球的桥梁和其他关键基础设施提供了重要的理论支持和技术解决方案。