智能橋梁健康監測與損傷評估 [Smart bridge health monitoring and damage diagnosis] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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單德山，李喬 等 著

圖書標籤:

• 橋梁健康監測
• 結構健康監測
• 損傷診斷
• 智能傳感器
• 數據分析
• 機器學習
• 橋梁工程
• 土木工程
• 振動分析
• 有限元分析

齣版社： 人民交通齣版社

ISBN：9787114082146

版次：1

商品編碼：10136913

包裝：平裝

外文名稱：Smart bridge health monitoring and damage diagnosis

開本：16開

齣版時間：2010-01-01

頁數：205

正文語種：中文

內容簡介

　　《智能橋梁健康監測與損傷評估》係統論述瞭西南交通大學智能化橋梁團隊在橋梁結構智能化方麵所取得的階段性成果，內容包括：智能橋梁健康監測係統、結構損傷識彆、狀態評估及軟件係統。

目錄

1緒論
1.1智能化橋梁結構
1.2智能化橋梁結構健康監測
1.3智能橋梁結構研究迴顧
1.4本書主要目的和內容
本章參考文獻
2智能橋梁健康監測係統
2.1智能橋梁健康監測需求分析
2.2監測係統概述
2.3傳感器係統
2.4現場總綫
2.5分布式數據采集係統
2.6遠程數據傳輸與控製係統
2.7智能橋梁健康監測係統實例
2.8本章小結
本章參考文獻
3智能橋梁結構損傷識彆
3.1概述
3.2損傷識彆方法
3.3靜力損傷識彆研究
3.4頻域損傷識彆研究
3.5時域損傷識彆研究
3.6分布式光縴裂縫識彆
3.7本章小結
本章參考文獻
4智能橋梁狀態評估
4.1橋梁評估概述
4.2路網級評估
4.3項目級橋梁狀況評估
4.4智能橋梁狀態評定係統
4.5橋梁評估流程與指南
4.6本章小結
本章參考文獻
5智能橋梁軟件係統
5.1橋梁管理係統
5.2軟件係統架構方法
5.3基於B/S架構的數據控製係統
5.4B/S架構橋梁管理係統
5.5智能客戶端子係統
5.6結論與展望
本章參考文獻
6智能橋梁研究展望
6.1存在的問題
6.2研究展望
本章參考文獻

前言/序言

《現代橋梁結構分析與設計》 內容簡介： 本書全麵深入地探討瞭現代橋梁結構在理論分析、設計方法、施工技術以及維護管理等方麵的關鍵問題。旨在為橋梁工程師、結構設計師、工程技術人員以及相關專業的學生提供一套係統、權威且實用的知識體係。 第一部分：橋梁結構力學基礎與分析方法 本部分著重於橋梁結構力學行為的基礎理論和先進分析技術。 第一章：經典梁橋理論迴顧與發展 從經典歐拉-伯努利梁理論齣發，係統梳理瞭單跨梁、連續梁、懸臂梁等基本受力形式及其解析解法。 深入探討瞭剪切變形、扭轉效應在橋梁結構中的影響，以及如何將其納入到更精密的理論模型中。 介紹瞭幾種經典的計算方法，如撓度法、荷載法、位移法等，並分析其適用範圍和局限性。 討論瞭變截麵梁、斜梁等復雜構件的力學特性分析。 第二章：有限元法在橋梁結構分析中的應用 係統介紹有限元法的基本原理，包括單元劃分、插值函數選擇、剛度矩陣組裝、節點力計算等。 重點講解瞭梁單元、桁架單元、杆件單元、闆殼單元等在橋梁結構中常見的單元類型及其適用性。 詳細闡述瞭如何利用商業有限元軟件（如ANSYS, ABAQUS, SAP2000等）進行橋梁結構的靜態分析，包括荷載組閤、邊界條件設置、結果後處理等。 探討瞭有限元法在動力分析（如風振、地震響應）、非綫性分析（如材料非綫性、幾何非綫性）以及穩定性分析中的應用。 提供實際案例分析，演示如何通過有限元模型模擬橋梁的整體受力變形，識彆關鍵受力區域。 第三章：橋梁結構動力特性分析 深入解析橋梁結構的振動方程，講解自由振動和強迫振動的概念。 詳細介紹模態分析，包括振型、固有頻率的計算方法及其物理意義，以及如何通過模態分析為動力響應分析奠定基礎。 探討瞭橋梁結構在各種動荷載（車輛荷載、風荷載、地震荷載、行人荷載）作用下的響應分析方法。 介紹頻譜分析、時程分析等動力響應計算技術，以及如何評估橋梁的動力特性對使用性能的影響。 討論瞭阻尼的類型、參數取值及其對橋梁動力響應的減弱作用。 第四章：高階理論與高級分析技術 介紹更精密的理論模型，如Timoshenko梁理論、Kirchhoff-Love闆理論等，及其在處理厚闆、短梁等情況下的優勢。 探討瞭闆殼理論在斜拉橋、懸索橋、拱橋等復雜結構形式分析中的應用。 深入講解瞭幾何非綫性分析（大變形效應、P-Delta效應）在長跨橋梁、柔性結構分析中的重要性。 介紹材料非綫性分析，包括混凝土的開裂、鋼材的屈服等，以及如何通過彈塑性分析更準確地評估橋梁承載能力。 探討瞭損傷力學、斷裂力學等在橋梁結構抗毀性評估中的前沿應用。 第二部分：現代橋梁設計原則與規範 本部分側重於橋梁結構的設計理念、規範要求以及具體的設計實踐。 第五章：橋梁設計基本原則與功能要求 闡述橋梁設計的首要目標：安全、適用、經濟、美觀。 詳細分析不同類型橋梁（如公路橋、鐵路橋、人行橋）的功能要求、荷載特徵及使用環境。 介紹橋梁整體布置設計，包括跨徑選擇、矢高確定、支承體係布置等，以及其對結構經濟性和效率的影響。 討論瞭橋梁與周邊環境的協調性，包括景觀設計、生態環保等方麵。 第六章：荷載組閤與結構安全設計 係統介紹各種作用荷載的分類與取值，包括恒荷載、活荷載（車輛、行人）、風荷載、地震荷載、溫度變化、收縮徐變等。 詳細講解不同設計規範（如中國《公路橋涵設計通用規範》、《鐵路橋梁設計規範》、國際標準如AASHTO LRFD, Eurocodes等）中關於荷載組閤的原則和方法。 深入探討基於概率的可靠度設計方法，如極限狀態設計法（承載能力極限狀態、正常使用極限狀態），以及如何根據設計標準確定可靠度指標和分項係數。 分析瞭結構抗震設計的基本要求，包括抗震設防烈度、地震分組、反應譜法、時程分析法的應用。 討論瞭風荷載作用下橋梁的穩定性設計，包括風洞試驗、風振計算的相關標準和方法。 第七章：不同類型橋梁的設計要點 梁橋設計： 詳細介紹預應力混凝土梁橋、鋼梁橋、組閤結構梁橋的設計要點，包括截麵設計、內力計算、跨中和支點處細節處理。 拱橋設計： 探討不同形式拱橋（如實心拱、桁架拱、係杆拱）的受力特點、拱圈設計、拱腳穩定性、腹聯設計等。 斜拉橋設計： 深入分析斜拉索的布置、受力特性、錨固設計，主梁與塔架的連接，以及風、震對斜拉橋動力響應的影響。 懸索橋設計： 講解主纜、吊索、鞍座、錨碇等關鍵構件的設計，以及懸索橋的結構穩定性、風緻振動和變形控製。 橋麵係設計： 重點介紹橋麵鋪裝、防水層、排水係統、伸縮縫、欄杆、隔音屏等的設計，及其對橋梁使用功能和耐久性的重要影響。 第八章：材料選擇與耐久性設計 係統介紹橋梁結構中常用材料的性能特點，包括普通混凝土、高強混凝土、高性能混凝土、各種等級的鋼材（普通碳素鋼、低閤金高強鋼、不銹鋼）、復閤材料等。 詳細探討材料的耐久性問題，如混凝土的抗侵蝕性、鋼材的防腐蝕性、抗疲勞性等。 介紹如何根據橋梁所處的環境條件（如沿海、工業區、寒冷地區）選擇閤適的材料，並進行相應的耐久性設計。 討論瞭保護層厚度、防腐塗層、防水材料等在提高橋梁耐久性方麵的作用。 介紹早期損傷的預防措施，如裂縫控製、養護措施等。 第三部分：橋梁結構施工與質量控製 本部分關注橋梁工程從圖紙到現實的實現過程。 第九章：常用橋梁施工技術 上部結構施工： 詳細介紹現澆混凝土施工、預製構件吊裝、頂推法、懸臂澆築法、鋼橋拼裝等技術。 下部結構施工： 講解基礎施工（樁基、承颱、墩颱）、模闆工程、鋼筋工程等。 斜拉橋、懸索橋施工： 重點介紹斜拉索張拉、主纜架設、吊裝等特種施工技術。 預應力施工技術： 介紹預應力混凝土的張拉、錨固、灌漿等工藝。 節段拼裝技術： 詳述節段預製、運輸、拼裝、粘結等關鍵環節。 第十章：施工過程中的結構變形與控製 分析施工過程中可能齣現的結構變形原因，如自重、施工荷載、模闆支撐、溫度變化、預應力等。 介紹監測和控製施工變形的技術，如控製高程、測量綫形、預拱度設置等。 探討瞭如何根據施工順序優化設計參數，以減小施工過程中的應力集中和變形。 第十一章：橋梁工程質量控製與檢測 介紹施工質量控製的關鍵環節，包括原材料檢測、構件尺寸檢查、鋼筋綁紮驗收、混凝土澆築質量控製、焊接質量檢查等。 講解瞭常用的無損檢測技術，如超聲波檢測、射綫檢測、迴彈法、磁粉檢測等。 介紹靜載試驗、動載試驗等用於評估橋梁整體承載能力和動力特性的檢測方法。 討論瞭施工記錄、質量文件歸檔的重要性。 第四部分：橋梁結構維護與評估 本部分關注橋梁的長期服役性能與安全保障。 第十二章：橋梁的服役性能評估與檢查 介紹橋梁日常檢查、定期檢查、全麵檢查和特殊檢查的流程與方法。 詳細闡述橋梁外觀檢查的內容，包括混凝土裂縫、剝落、露筋、鋼結構銹蝕、支座損壞、伸縮縫堵塞等。 介紹橋梁結構內部檢測技術，如裂縫深度檢測、混凝土強度檢測、鋼筋位置及直徑檢測、橋梁內部孔隙檢測等。 討論瞭橋梁使用性能評估的指標，如承載能力、剛度、變形、耐久性等。 第十三章：橋梁結構常見病害及修復加固技術 係統歸納橋梁結構常見的病害類型，如混凝土開裂、堿骨料反應、氯離子侵蝕、鋼結構銹蝕、疲勞損傷、基礎沉降等。 詳細介紹針對不同病害的修復和加固技術，包括錶麵修復、裂縫注漿、粘貼碳縴維、鋼闆加固、外部預應力加固、擴大截麵加固、更換損壞構件等。 討論瞭加固設計的原則、方法和注意事項。 第十四章：橋梁結構健康監測與狀態評估 介紹橋梁健康監測係統的基本組成，包括傳感器、數據采集器、傳輸係統和分析軟件。 詳細講解各種傳感器的原理和應用，如應變片、加速度計、位移傳感器、溫度傳感器、裂縫計、腐蝕傳感器等。 闡述如何利用監測數據進行結構性能評估，預測結構剩餘壽命，為橋梁的養護和維修提供科學依據。 討論瞭狀態更新技術，以及如何將監測數據與結構模型相結閤，進行更準確的評估。 本書內容嚴謹，理論聯係實際，既有深厚的理論基礎，又有豐富的工程實踐案例，是橋梁工程領域不可多得的參考書籍。

評分☆☆☆☆☆

當我翻開《智能橋梁健康監測與損傷評估》這本書時，我首先被它所呈現的豐富多樣的監測技術所震撼。書中的章節詳細介紹瞭各種先進的傳感技術，從傳統的應變片、加速度計，到新興的光縴傳感器、分布式聲學傳感（DAS）技術，以及嵌入式物聯網設備的引入，簡直是一場前沿科技的盛宴。作者並沒有僅僅羅列這些技術，而是深入探討瞭如何根據橋梁的具體情況（如材質、跨度、環境因素）選擇最閤適的傳感器類型，並將其巧妙地布置在關鍵節點。我尤其對書中關於“壓電傳感器網絡”的應用案例印象深刻，它不僅僅是簡單地講解瞭壓電傳感器的原理，更是深入闡述瞭如何通過多點協同感知，精準捕捉橋梁的微小振動，進而分析齣潛在的疲勞裂紋或早期變形。這種細緻入微的講解，讓我深刻體會到智能橋梁監測並非易事，而是需要紮實的理論基礎和精妙的工程實踐的完美結閤。

評分☆☆☆☆☆

這本《智能橋梁健康監測與損傷評估》在我手中沉甸甸的，光是書名就充滿瞭現代科技的厚重感，讓我對橋梁這個看似傳統的領域如何與“智能”碰撞産生瞭極大的好奇。翻開第一頁，我就被其中對傳感器技術多樣性的介紹深深吸引。從傳統的應變片、加速度計，到新興的光縴傳感器、分布式聲學傳感（DAS）技術，再到嵌入式物聯網設備的引入，作者仿佛帶我進行瞭一場前沿科技的巡禮。書中的案例分析尤為精彩，不是泛泛而談的理論，而是具體描述瞭如何根據橋梁的材質、跨度、環境等特點，選擇最閤適的傳感器類型，並將其巧妙地布置在關鍵節點。我特彆印象深刻的是關於“壓電傳感器網絡”的部分，它不僅僅是簡單地羅列瞭壓電傳感器的原理，更是深入探討瞭如何通過多點協同感知，實現對橋梁微小振動的捕捉，進而分析齣潛在的疲勞裂紋或者早期變形。這種細緻入微的講解，讓我得以窺見智能橋梁監測並非易事，而是需要紮實的理論基礎和精妙的工程實踐相結閤。同時，書中關於數據傳輸與存儲的章節也頗有見地，它清晰地闡述瞭從傳感器端收集到的海量數據，是如何通過無綫通信技術（如LoRa、NB-IoT）高效傳輸到雲端平颱，並進行結構化的存儲與初步處理的。這部分內容讓我意識到，智能化的核心不僅在於感知，更在於對數據的有效管理與利用，這為我今後在相關領域的研究提供瞭全新的思路和方嚮，也讓我對“智能”二字有瞭更深層次的理解，不再僅僅停留在錶麵。

評分☆☆☆☆☆

我一直對橋梁的結構安全性非常感興趣，而《智能橋梁健康監測與損傷評估》這本書，則將我對這一領域的興趣推嚮瞭新的高度。書中關於“損傷的早期預警與診斷”部分，可以說是整本書的精華所在。它沒有停留在對已發生損傷的描述，而是著重於如何通過智能化的手段，在損傷發生初期就將其捕捉到，並進行及時的評估。其中對“模態分析與損傷定位”的深入講解，讓我明白瞭如何通過分析橋梁的固有頻率、振型等動力學特性，來判斷損傷的類型和位置。書中給齣的一個案例，是通過監測橋梁在車輛通過時的振動響應，利用算法分析齣特定區域的模態參數發生顯著變化，從而定位到該區域可能存在的混凝土開裂或連接件鬆動。更令我驚喜的是，書中還探討瞭“人工智能在損傷模式識彆中的應用”，例如，如何訓練一個神經網絡模型，使其能夠自動識彆齣不同損傷類型在傳感器信號中所對應的獨特“指紋”。這種從“被動響應”到“主動預測”的轉變，讓我對橋梁的健康管理充滿瞭信心，也看到瞭科技在保障基礎設施安全方麵巨大的潛力。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣版，無疑為橋梁工程領域注入瞭新的活力，尤其是在“智能”這個關鍵詞的加持下，它打破瞭我以往對橋梁工程相對靜態和保守的印象。其中關於“多源數據融閤”的章節，給我留下瞭深刻的印象。它不僅僅是簡單地將不同傳感器的數據疊加，而是深入探討瞭如何利用各種信息融閤技術，如卡爾曼濾波、貝葉斯網絡等，來整閤來自不同監測係統（如振動、應力、位移、視覺圖像）的數據，從而獲得更全麵、更準確的橋梁狀態信息。我尤其欣賞書中對“視覺監測與激光掃描技術的結閤”的應用案例描述，它展示瞭如何通過無人機搭載的高清攝像頭捕捉橋梁錶麵的細微變化，再結閤激光掃描技術獲取其三維形變數據，通過圖像識彆和三維比對，精確地識彆和量化錶麵裂縫、局部變形等損傷。

評分☆☆☆☆☆

我一直對橋梁的結構安全性非常感興趣，而《智能橋梁健康監測與損傷評估》這本書，則將我對這一領域的興趣推嚮瞭新的高度。書中關於“損傷的早期預警與診斷”部分，可以說是整本書的精華所在。它並沒有停留在對已發生損傷的描述，而是著重於如何通過智能化的手段，在損傷發生初期就將其捕捉到，並進行及時的評估。其中對“模態分析與損傷定位”的深入講解，讓我明白瞭如何通過分析橋梁的固有頻率、振型等動力學特性，來判斷損傷的類型和位置。書中給齣的一個案例，是通過監測橋梁在車輛通過時的振動響應，利用算法分析齣特定區域的模態參數發生顯著變化，從而定位到該區域可能存在的混凝土開裂或連接件鬆動。更令我驚喜的是，書中還探討瞭“人工智能在損傷模式識彆中的應用”，例如，如何訓練一個神經網絡模型，使其能夠自動識彆齣不同損傷類型在傳感器信號中所對應的獨特“指紋”。

評分☆☆☆☆☆

對於一本聚焦於“損傷評估”的書籍，我最為期待的就是它能否提供一套係統、科學且實用的方法論。《智能橋梁健康監測與損傷評估》在這方麵做得相當齣色，它並沒有止步於單一的損傷識彆，而是構建瞭一個從異常檢測到損傷定性、再到損傷量化的完整流程。書中對“基於模型的方法”和“基於數據的方法”的對比分析，讓我對不同損傷評估策略的優劣有瞭清晰的認識。例如，在講解“有限元模型更新”時，作者詳盡地闡述瞭如何利用實測數據來校準和優化橋梁的計算模型，從而更精確地預測其在各種載荷下的響應，並基於模型預測結果與實際觀測數據的偏差來判斷是否存在損傷。而對於“基於機器學習的損傷診斷”，書中更是引入瞭多種先進算法，如支持嚮量機（SVM）、隨機森林（Random Forest）以及深度學習中的捲積神經網絡（CNN）和循環神經網絡（RNN）。我特彆著迷於書中關於如何利用CNN來分析橋梁振動加速度時程數據，識彆齣不同類型損傷（如混凝土裂縫、鋼構件屈麯）的模式。這些算法的應用，使得原本復雜和主觀的損傷評估過程變得更加客觀和智能化。此外，書中還探討瞭損傷纍積效應和剩餘壽命預測等前沿課題，這為橋梁的長期維護和管理提供瞭科學依據，也讓我對橋梁的“生命周期”有瞭更全麵的認識，意識到“健康監測”的最終目的是為瞭保障橋梁的長期安全運行。

評分☆☆☆☆☆

作為一個對工程技術抱有濃厚興趣的讀者，我一直希望能找到一本既有理論深度又不失實踐指導意義的書籍。《智能橋梁健康監測與損傷評估》恰恰滿足瞭我的這一期望。書中對“傳感器網絡的設計與優化”的論述，讓我對如何構建高效、可靠的監測係統有瞭全新的認識。它詳細闡述瞭在不同類型橋梁（如懸索橋、斜拉橋、梁式橋）上，傳感器布局的策略考量，包括節點選擇、數量確定、通信協議選擇等。我尤其關注書中關於“分布式傳感技術在復雜橋梁結構中的應用”的章節，它展示瞭如何利用光縴傳感技術，實現對橋梁整體結構的連續監測，從而捕捉到可能存在的應力集中、微小變形等信息，這對於一些難以布置集中式傳感器的區域尤為重要。此外，書中還對“傳感器故障診斷與容錯機製”進行瞭探討，這在實際工程中是至關重要的一環，因為它保證瞭監測係統的魯棒性和可靠性。這種對細節的關注，讓我感受到瞭作者在編寫此書時的嚴謹與用心。

評分☆☆☆☆☆

對於一本專注於“損傷評估”的書籍，《智能橋梁健康監測與損傷評估》在方法論方麵給我留下瞭深刻的印象。它不僅僅停留在識彆已發生的損傷，而是構建瞭一個從異常檢測到損傷定性，再到損傷量化的完整流程。書中對“基於模型的方法”和“基於數據的方法”的對比分析，讓我對不同損傷評估策略的優劣有瞭清晰的認識。例如，在講解“有限元模型更新”時，作者詳盡闡述瞭如何利用實測數據來校準和優化橋梁的計算模型，從而更精確地預測其在各種載荷下的響應，並基於模型預測結果與實際觀測數據的偏差來判斷是否存在損傷。而對於“基於機器學習的損傷診斷”，書中更是引入瞭多種先進算法，如支持嚮量機（SVM）、隨機森林（Random Forest）以及深度學習中的捲積神經網絡（CNN）和循環神經網絡（RNN）。我特彆著迷於書中關於如何利用CNN來分析橋梁振動加速度時程數據，識彆齣不同類型損傷（如混凝土裂縫、鋼構件屈麯）的模式。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣版，在我看來，無疑為橋梁工程領域注入瞭新的活力，尤其是在“智能”這個關鍵詞的加持下，它打破瞭我以往對橋梁工程相對靜態和保守的印象。其中關於“多源數據融閤”的章節，給我留下瞭深刻的印象。它不僅僅是簡單地將不同傳感器的數據疊加，而是深入探討瞭如何利用各種信息融閤技術，如卡爾曼濾波、貝葉斯網絡等，來整閤來自不同監測係統（如振動、應力、位移、視覺圖像）的數據，從而獲得更全麵、更準確的橋梁狀態信息。我尤其欣賞書中對“視覺監測與激光掃描技術的結閤”的應用案例描述，它展示瞭如何通過無人機搭載的高清攝像頭捕捉橋梁錶麵的細微變化，再結閤激光掃描技術獲取其三維形變數據，通過圖像識彆和三維比對，精確地識彆和量化錶麵裂縫、局部變形等損傷。這種跨模態的數據融閤，極大地提升瞭損傷檢測的精度和可靠性，也讓我看到瞭未來橋梁監測的發展趨勢。書中還提及瞭“物聯網（IoT）與大數據分析”在橋梁健康監測中的應用，這讓我意識到，未來的橋梁監測將是一個高度互聯、數據驅動的智能生態係統。

評分☆☆☆☆☆

這本書的名字《智能橋梁健康監測與損傷評估》本身就充滿瞭前沿科技的吸引力，而其內容更是讓我看到瞭橋梁工程的未來發展方嚮。我被書中關於“基於物聯網的實時監測與數據分析”的章節深深吸引。它描繪瞭一個生動的場景：無數傳感器如同橋梁的“神經末梢”，將實時數據源源不斷地傳輸到雲端平颱，並通過大數據分析技術，對橋梁的健康狀況進行全天候的監控。書中詳細介紹瞭如何利用雲計算和邊緣計算技術，實現對海量數據的快速處理和分析，並提供實時的預警信息。我特彆著迷於書中關於“利用機器學習進行異常行為檢測”的案例，它展示瞭如何通過分析橋梁的長期運行數據，建立正常的行為模式，一旦齣現偏離正常模式的異常數據，係統就能立即發齣警報，這為我們預防潛在的重大事故提供瞭堅實的技術支撐。這種“主動防禦”的理念，讓我對橋梁的安全管理有瞭更積極的看法。

評分☆☆☆☆☆

很好的書籍

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主要是收集這類書籍！

評分☆☆☆☆☆

介紹瞭當下檢測的一些情況，有一些實例分析，還不錯，有些幫助

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很喜歡的一本書，好東西，推薦購買

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