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第四届 第四届 20132013 海峡两岸四地高校师生 海峡两岸四地高校师生 土木工程监测与控制研讨会土木工程监测与控制研讨会 论文摘要集 主办单位主办单位 同济大学土木工程防灾国家重点实验室同济大学土木工程防灾国家重点实验室 协办单位协办单位 内蒙古大学交通学院内蒙古大学交通学院 内蒙古 呼和浩特内蒙古 呼和浩特 20132013 年年 8 8 月月 4 4 日至日至 8 8 月月 8 8 日日 目录目录 1 從結構健康監測和控制到可持續城市發展 高赞明 香港理工大学 1 2 跨领域复合灾害监测系统整合与研发 林詠彬 张国镇 台湾地震中心 2 3 大跨度桥梁风致振动的现场实测与分析 葛耀君 同济大学 3 4 State of the Art of High speed Railway Bridges in China 戴公连 中南大学 4 5 土木工程科技创新方法探讨 从牛顿定律说起 周志祥 重庆交通大学 5 6 桥梁结构损伤识别研究的动力学基础及研究方法 项贻强 浙江大学 6 7 结构振动控制基本理论与装置 黄洪葳 孙利民 同济大学 7 8 根據微振訊號解析外置預力鋼腱拉力之研究 吴文华 陈建州 杨士融 台湾云林科技大学 8 9 递归图在环境振动非稳态信号分析与评价中的应用 任伟新 合肥工业大学 9 10 Displacement monitoring of a skyscraper using various measurement techniques 夏勇 香港理工大学 10 11 有限元模型更新於橋梁防災之應用 以台灣甲仙大橋為例 侯琮欽 侯光遠 台湾成功大学 11 12 A Decentralized Control Approach for the ASCE 20 story Benchmark Building 雷鹰 厦门大学 12 13 Numerical Simulation of PZT Bonded Reinforcement for Heath Monitoring of Reinforced Concrete Structure 吴凡 上海交通大学 13 14 基于磁弹效应和智能磁电材料的在役斜拉索和预应力筋应力监测 段元峰 张茹 浙江大学 14 15 物联网平台下的基础设施监测与计算 兼论第三代 第四代桥梁监测系统的建构 淡丹辉 同济大学 15 16 Bridge Condition Assessment Based on Vehicle Induced Vibration Response Monitoring 孙智 齐忠强 同济大学 16 I 17 桥梁长期性能监测与疲劳使用安全评估 王春生 长安大学 17 18 道路工程环保新技术浅谈 武斌 黄志义 胡晓宇 浙江大学 18 19 阻尼器 辅助索 简化索网模型的振动特性研究 周海俊 杨夏 深圳大学 19 20 桥梁缆索中声发射信号传播特性的数值模拟研究 孙利民 蒋长江 同济大学 20 21 化冰盐环境下钢筋混凝土桥梁结构承载力退化研究 李喜梅 杜永峰 兰州理工大学 21 22 不同围压水平下高含冰量冻结砂土的力学特征分析 徐湘田 王智远 范彩霞 内蒙古大学 22 23 内蒙古自治区某桥梁病害成因分析 王智远 张宏 乔华 内蒙古大学 23 24 寒旱区隧道出入口路桥过渡段道面病害成因分析 张宏 王智远 内蒙古大学 24 25 斜交梁桥的检测分析技术研究 范彩霞 内蒙古大学 25 26 高强钢丝断裂声发射试验研究 钱骥 孙利民 同济大学 26 27 分散排放式纵向通风城市隧道废气排放参数优化 张欣 吴珂 浙江大学 27 28 长寿命复合路面层间剪切破坏过程的室内试验分析 胡晓宇 黄志义 浙江大学 28 29 既有混凝土桥梁疲劳安全监测与寿命评估 翟慕赛 王春生 王玉娇 长安大学 29 30 两步卡尔曼滤波与预测方法运用于结构损伤检测的数值算例分析及实验验证 雷鹰 陈锋 厦门大学 30 31 基于电磁传感器的金属锈蚀无损检测 刘超 李宗津 香港科技大学 31 32 Pore Structure Characterization of Cement based Materials Using Electrodeless Impedance Analyzer 邵泓钰 香港科技大学 32 33 軌道車輪不整度評估技術 郭佳中 蔡欣局 王仲宇 国立中央大学 33 34 橋梁動態載重識別之直接正規化法 II 陳士文 劉傳騰 王仲宇 国立中央大学 34 35 斜張鋼纜索力變異之研析 劉郡晏 陳建州 吳文華 台湾云林科技大学 35 36 基于结构健康监测的拉索可靠性评估 孙利民 焦美菊 同济大学 36 37 既有铁路钢板梁桥面外变形疲劳应力监测与评估 王春生 魏孟春 长安大学 37 38 基于扩展卡尔曼预测的线性与非线性系统的荷载识别 雷鹰 苏颖 史瑞源 厦门大学 38 39 Processing Method and PropertyStudy for 0 3 Cement based Piezoelectric Composite Sensor 庞翠娟 香港科技大学 39 40 現地河川流速之拖曳繩錘量測法 王顥霖 李佳鴻 賴昱儒 国立中央大学 40 41 隧道通风的动态效应检测 武斌 黄志义 吴珂 浙江大学 41 42 以隨機子空間識別法進行斜張鋼纜之各振態頻率與阻尼識別 王勝威 台湾云林科技大学 42 43 利用摩擦型阻尼器的斜拉索振动控制 王慧萍 孙利民 浙江大学 43 44 Study on intelligent platform of model updating for the health monitoring system 巩煚鑫 淡丹辉 同济大学 44 45 混凝土箱梁复合受力的配筋设计及试验研究 程坤 项贻强 浙江大学 45 46 复合式玄武岩纤维筋连续配筋路面配筋设计 葛倩如 黄志义 王金昌 浙江大学 46 47 桥面板疲劳应力监测与评估 王春生 李蝉 田磊 长安大学 47 48 基于扩展卡尔曼滤波的结构损伤实时诊断 雷鹰 周欢 厦门大学 48 49 非线性结构特性的无模型识别 何明煜 雷鹰 厦门大学 49 50 Damage Assessment for Railway Turnouts by Acoustic EmissionTechnique 张津瑞 香港科技大学 50 51 三維車輛脫軌係數之推導與實驗 張恆真 王仁佐 王仲宇 国立中央大学 51 III 52 大跨度桥梁挠度变化的温度效应研究 孙利民 周毅 同济大学 52 53 基于易损性分析的桥梁健康监测系统设计 刘冬 孙利民 同济大学 53 54 Experimental Investigation of Traffic induced Responses of a Typical Urban Asphalt Road 罗威力 夏勇 香港理工大学 54 55 桩基础缩尺桥梁模型之冲刷易损性曲线建置试验研究 陈志豪 沉明毅 张国镇 台湾大学 55 56 单跨桩基础桥梁模型之振动台实验研究 曾子俊 陈能鸿 张国镇 台湾大学 56 57 面向探地雷达技术识别既有铁路路基病害的现状 杜彦良 侯哲哲 石家庄铁道大学 57 58 基于最优复 Morlet 小波的结构密集模态参数识别 杜永峰 赵丽洁 兰州理工大学 58 59 严寒地区旧石拱桥基于新规范的安全性分析评价 陈凤金 赵志蒙 内蒙古大学 59 60 严寒区融雪剂对市政沥青路面性能的弱化效应 王小龙 张宏 内蒙古大学 60 IV 第四届 第四届 20132013 海峡两岸四地高校师生土木工程监测与控制研讨会 海峡两岸四地高校师生土木工程监测与控制研讨会 從結構健康監測和控制到可持續城市發展從結構健康監測和控制到可持續城市發展 高贊明 香港理工大學 摘要 摘要 本發言以介紹香港理工大學新成立的 可持續城市發展研究院 為起點 指出 結構健 康監測和控制 與可持續城市發展的內在関係 發言中强調 結構健康監測和控制 這個研究領域的多學科性 如果希望能真正體現這 個研究領域的價值 必須積極組織多學科和交义學科的研究項目 充份發揮多學科研究的協 同效應 這樣 才可以使到研究的成果真正應用在基建上 達到城市可持續發展的目的 發言中還指出 當前在 結構健康監測和控制 的研究大體上有两種途徑 一種是由基 礎研究出發 另一種是由實際工程項目出發 講者認為两方面的工作都不能偏廢 只有更好 地將這两方面的研究工作有机地結合起來 才可以使這個研究領域的工作產生具影响力的實 質性效果 可持續城市發展研究院 成立的主要目的 就是為了使 多學科的研究 和 基礎研 究與應用研究的結合 提供一個能更好發揮協同效應的平台 1 第四届 第四届 20132013 海峡两岸四地高校师生土木工程监测与控制研讨会 海峡两岸四地高校师生土木工程监测与控制研讨会 跨跨领域复合灾害监测系统整合与研发领域复合灾害监测系统整合与研发 林詠彬 1 张国镇2 财团法人国家实验研究院 1yblin ncree narl org tw 2kcchang ncree narl org tw 摘要 摘要 地震与台风豪雨不仅冲蚀河床与海岸 危害跨河构造物与港湾海岸结构 影响河川与海 岸国土地貌地形迁移变换 亦且造成土石流与都市积淹水 严重威胁人民财产生命安全 如 何防范台风豪雨与地震灾害 并减少侵袭期间的灾害 关系人民生命与财产安全 是非常重 要的工作 特别是近年来 全球气候变迁 降雨量相较以往 又大且急 且山区因地震或人 为开发等因素 造成土质松软 每遇豪雨 土石随同雨量倾泄而下 影响坡地安全以及桥梁 安全甚大 且对邻近城镇与人民生命财产造成相当冲击 防灾课题包括大规模崩塌防治科技 洪水灾害防治科技 基础设施桥梁评估与监测科技以及灾害防救信息服务平台的跨领域整合 研究益形重要 本文藉由芯片仪器新科技的发展 探讨跨领域防灾课题的研究与整合 深入 且务实的进行耐候芯片型防灾仪器系统研发 并于现场配合防灾研究中心的经验 验证相关 灾防系数与模式 提升防灾与减灾技术外 更能为防灾芯片产业提供一个良好的实证机会 建立防灾芯片产业的契机 2 第四届 第四届 20132013 海峡两岸四地高校师生土木工程监测与控制研讨会 海峡两岸四地高校师生土木工程监测与控制研讨会 大跨度桥梁风致振动的现场实测与分析大跨度桥梁风致振动的现场实测与分析 葛耀君 同济大学 摘要 摘要 舟山西堠门大桥位于我国浙江省舟山群岛的金塘岛和册子岛之间 是一座主跨 1650 米的钢箱梁悬索桥 为了满足桥梁抗风性能要求 加劲梁首次采用了分体式钢箱梁 从而成 为全世界最大跨度的钢箱梁悬索桥 大跨度悬索桥抗风性能主要包括颤振稳定性 涡激共振 和随机抖振 采用分体式钢箱梁的西堠门大桥颤振临界风速高于 90m s 完全满足颤振检验 风速的要求 79m s 分体式钢箱梁带来了涡振问题的挑战 为了克服涡激共振 采用了 理论分析 风洞试验和现场实测等方法开展了系统的研究工作 研发了姿态可变换的活动风 障 竖直状态风障用于涡振控制 水平状态风障用于减小极限风荷载 本报告主要介绍舟山 西堠门大桥涡振性能及其控制的系列研究 其中包括结构动力特性分析 涡振及其控制的风 洞试验 桥梁施工阶段涡振实测 成桥状态桥梁风振的长期监测等研究成果 3 第四届 第四届 20132013 海峡两岸四地高校师生土木工程监测与控制研讨会 海峡两岸四地高校师生土木工程监测与控制研讨会 State of the Art of High speed Railway Bridges in China Gong Lian Dai Department of Bridge Engineering Central South University ABSTRACT High speed railway HSR has become a vital component of the national transportation network in China A large number of bridges were constructed as part of the infrastructure associated with the HSR This papers provides a state of the art review of the development of bridges on the HSR line in China during the past decade This paper presents a brief historical review of the HSR development in China and general design issues that were emerged during the design process of these bridges Another objective of Paper is to show how the short construction period was achieved by using standardized simply supported bridges and continuous beam bridges Design philosophies and corresponding structural dimensions of these two standard spans are discussed including the superstructure substructure as well as the auxiliary facilities on the bridge deck Different construction methods along with an economic evaluation were also discussed Apart from the standard spans medium and long span bridges of the high speed rail HSR projects in China also play a significant role when crossing certain obstacles such as rivers existing highways etc This paper provides a state of the art review on the design practice of these special spans in the HSR projects Special spans can be divided into two categories by the length of main span medium length 100 m to 200 m and large length 200 m to 500 m For medium length three structural forms were discussed as feasible design options including steel arch rigid frame and hybrid arch girder In addition recently completed long span bridges are reviewed to feature several innovative structural forms on the HSR of China including steel truss arches and cable stayed bridges with truss girder Finally the key technical features of long span HSR bridges are summarized and a discussion of the feasibility of longer spans is also included 4 第四届 第四届 20132013 海峡两岸四地高校师生土木工程监测与控制研讨会 海峡两岸四地高校师生土木工程监测与控制研讨会 土木工程科技创新方法探讨土木工程科技创新方法探讨 从牛顿定律说起从牛顿定律说起 周志祥 重庆交通大学教授 博士生导师 土木建筑学院总支书记 摘要 摘要 概要介绍本人近年来在土木工程领域十余项授权发明专利的构想和探索 从牛顿定律说 到如此容易的伟大发明 达朗伯尔原理 问题触发的发明 提出山区悬挑结构复合道路 更高要求催生的发明 提出边坡格构基础悬臂结构复合道路 新用途导致的发明 提出快速 装配式山区临时道路悬挑结构 既有发明引出的发明 提出大直径填料钢管支架 使用要求 出发明 提出设置开放式便民站区的高速公路 移植出发明 提出混凝土桥结构缝仿生监测 系统 联想出发明 提出轮索移动式结构健康视频监测系统 逆向思考的发明 提出横张预 应力砼梁 问题改进的发明 竖转钢箱 砼组合拱桥 5 第四届 第四届 20132013 海峡两岸四地高校师生土木工程监测与控制研讨会 海峡两岸四地高校师生土木工程监测与控制研讨会 桥梁结构损伤识别研究的动力学基础及研究方法桥梁结构损伤识别研究的动力学基础及研究方法 项贻强 浙江大学 土木工程系 杭州 310058 xiangyiq 摘要 摘要 本文在讨论动力学基本方程及有限元分析理论 方程和步骤的基础上 对当前桥梁结构 损伤识别的研究方法 特点及应用进行了概括总结 可为诊断桥梁结构损伤 确定损伤位置 及程度 预测结构的破坏 保证结构的安全提供方法 关键词 关键词 动力学 有限元 桥梁结构 损伤 频率 模态 模态曲率 柔度法 6 第四届 第四届 20132013 海峡两岸四地高校师生土木工程监测与控制研讨会 海峡两岸四地高校师生土木工程监测与控制研讨会 结构振动控制基本理论与装置结构振动控制基本理论与装置 黄洪葳 1 2 孙利民1 2 1同济大学桥梁系 四平路 1239 号 上海 200092 2土木工程防灾国家重点实验室 四平路 1239 号 上海 200092 摘要 摘要 本专题讲座主要介绍结构振动控制的基本理论与装置 内容涵盖 1 主动控制基本 理论 包括状态空间方程 控制反馈 控制算法 鲁棒性等 2 主动控制装置 主动质 量阻尼器 AMD 的原理与应用 3 被动控制装置原理与应用 包括隔震装置 调谐质 量阻尼器 TMD 被动阻尼器等 4 半主动控制理论以及磁流变阻尼器的原理与应用 7 第四届 第四届 20132013 海峡两岸四地高校师生土木工程监测与控制研讨会 海峡两岸四地高校师生土木工程监测与控制研讨会 根據微振訊號解析外置預力鋼腱拉力之研究根據微振訊號解析外置預力鋼腱拉力之研究 吳文華 1 陳建州 楊士融 國立雲林科技大學 營建工程系 台灣雲林縣 64002 1wuwh yuntech edu tw 摘要 摘要 不論對於斜拉橋之斜索構件或外置預力混凝土橋之鋼腱構件 如何精確量測其拉力值通 常是相關應用上最重要的課題之一 本研究群最近已發展完成利用微振量測訊號精確決定斜 拉索力之新方法 本文則進一步將此方法推展到估算外置預力鋼腱拉力的應用 並且探討中 間隔梁束制對於鋼腱振動特性的影響 計算模式首先根據多點同步量測所得振形比求取鋼腱 各振態的最佳化有效振動長度 再配合各振態識別頻率解算拉力與撓曲勁度 相關研究依序 包含不同束制條件之數值範例模擬 實驗室單根鋼絞線拉力之計算準確性評估以及實橋外置 預力鋼腱之適用性探討等 各項結果均證明所建構的量測分析模式可準確求得鋼腱拉力值 关键词 关键词 外置預力鋼腱 微振法 拉力值 振形比 ABSTRACT An accurate measurement of tension force is usually one of the most important issues in the practical applications regarding the cables of cable stayed bridges or the external tendons of pre stressed concrete bridges This research group recently developed a new method for the accurate tension determination of stay cable using ambient vibration measurements The current study is aimed to further extend this method for the tension estimation of external tendon and also investigate the constraining effect of intermediate or end diaphragm on the tendon vibration characteristics In this method the effective vibration length of tendon is first determined based on the mode shape ratios identified from the synchronized multiple measurements With the obtained vibration length and the identified modal frequencies the tendon force and flexural rigidity can then be conveniently solved The effect of varying constraints is first explored by several demonstrative numerical examples followed by the accuracy assessment of the estimated tension with a single tendon installed in the laboratory and the applicability investigation of the real measurements from an external tendon of a pre stressed bridge All the above results clearly verify that the developed analysis method can effectively determine the accurate tension value of an external tendon KEYWORDS External Tendon Ambient Vibration Method Tension Force Mode Shape Ratio 8 第四届 第四届 20132013 海峡两岸四地高校师生土木工程监测与控制研讨会 海峡两岸四地高校师生土木工程监测与控制研讨会 递归图在环境振动非稳态信号分析与评价中的应用递归图在环境振动非稳态信号分析与评价中的应用 任伟新 合肥工业大学 9 第四届 第四届 20132013 海峡两岸四地高校师生土木工程监测与控制研讨会 海峡两岸四地高校师生土木工程监测与控制研讨会 Displacement monitoring of a skyscraper using various measurement techniques Yong Xia1 Peng Zhang1 Yi qing Ni1 and Xiao qing Zhou2 1 Department of Civil and Environmental Engineering The Hong Kong Polytechnic University Hong Kong SAR 2 School of Civil Engineering Shenzhen University Shenzhen China ABSTRACT Displacement of skyscrapers is one main concern of the structures while is difficult to be measured accurately in practice as compared with accelerations This paper studies displacement monitoring of the 600 m tall Canton Tower previously known as Guangzhou New TV Tower on which a long term health monitoring system with over 800 sensors of sixteen types has been installed The direct measurement facilities include Global Positioning System GPS total station and video camera The measured displacements are compared with each other The directly measured results are also compared with those derived from distributed strain measurements Measurement errors are also analyzed Both temperature and typhoon induced horizontal displacements of the structure are particularly presented Years monitoring exercise shows that the maximum horizontal displacements of the structure due to the two loads are comparable 10 第四届 第四届 20132013 海峡两岸四地高校师生土木工程监测与控制研讨会 海峡两岸四地高校师生土木工程监测与控制研讨会 有限元模型更新於橋梁防災之應用有限元模型更新於橋梁防災之應用 以台灣甲仙大橋為例以台灣甲仙大橋為例 侯琮欽 侯光遠 曾淨如 李宗軒 高維遠 台灣成功大學土木工程系 摘要 摘要 本專題研究主要以有限元電腦程式模擬鋼拱橋梁的受載行為 假設所建構之結構有限元 模型處於健康狀態 並以甫興建完成之甲仙大橋 台灣高雄 為例 模擬並預測橋樑受環境載 重 天災影響及長期工作載重下之行為 為使有限元模型能準確地模擬實際橋樑之反應 因 此在有限元模型建置完成後 亦將同時於橋址現地進行振動量測 蒐集橋樑的實際反應 以 為模型比較 更新與修正之用 本研究特別針對橋梁於兩種車行載重之狀態下進行動力反應監測 此兩種動態載重分別 為 隨機載重與受控載重 比較其自振頻率及整體橋梁的振動模態 在取得橋梁現場監測數 據後 即可對有限元橋梁模型進行相同載重條件下的模擬 最後將模型與實地橋梁分析的結 果做比對 並且進行模型參數的更新 使有限元模型與實際橋梁的動力反應之差異更新至最 佳化 如此便能模擬橋梁在未來受環境載重 天災影響或長期工作載重下的行為 而達到預 測與防災的效果 关键词 关键词 甲仙大橋 有限元模型更新 橋梁監測 防災應用 11 第四届 第四届 20132013 海峡两岸四地高校师生土木工程监测与控制研讨会 海峡两岸四地高校师生土木工程监测与控制研讨会 A Decentralized Control Approach for the ASCE 20 story Benchmark Building Ying Lei and D T Wu Department of Civil Engineering School of Architecture and Civil Engineering Xiamen University Xiamen China 361005 ABSTRACT In the past decades tremendous progresses have been made in the filed of vibration control of structures for the mitigation of hazards However most of the structural control strategies are centralized in nature It has been shown that decentralized control is more suitable for structural control of large scale structures In this paper a new decentralized semi active control algorithm is proposed based on the linear quadratic Gaussian LQG control and substructure approach A large scale structure is divided into a set of smaller substructures Each substructure is controlled by its own local controller with interaction forces at substructure interfaces being considered as unknown inputs to the substructure Base on the extended Kalman estimator for the extended state vector and the least square estimation for the unknown inputs optimal control forces and the unknown inputs to each substructure can be estimated with LQG The propose algorithm is applied to the semi active ASCE 20 story benchmark building with Magneto Rheological MR dampers The applicability and control performance of the proposed decentralized control approach are evaluated based on the evaluation criteria of the benchmark problem It is demonstrated that the decentralized algorithm enables provides satisfactory control performance when comparing with the conventional centralized LQG control algorithm To show the robustness of the controller this paper also considers the uncertainty of building stiffness Control effectiveness and efficiency for uncertain structure by the proposed decentralized control method are analyzed Result shows that the controllers can work very well and this method has strong robustness Compared with other previous algorithms the proposed decentralized approach nit not only provide a simple and straightforward algorithm for decentralized control but also allows for the control of different substructures concurrently with parallel computing or even independently Therefore it is viable for decentralized control of large scale structures KEYWORDS Structural Control sub structure decentralized control method semi active Control MR dampers benchmark building control robustness 12 第四届 第四届 20132013 海峡两岸四地高校师生土木工程监测与控制研讨会 海峡两岸四地高校师生土木工程监测与控制研讨会 Numerical Simulation of PZT Bonded Reinforcement for Heath Monitoring of Reinforced Concrete Structure Fan Wu Juan Yi Department of Civil Engineering School of Naval Architecture Ocean and Civil Engineering Shanghai Jiao Tong University Email fanwu TelABSTRACT Structural Health Monitor SHM for concrete structure using PZT is under wide interests and investigations Due to complexity of concrete microstructure and the electric mechanical coupling effect of PZT the numerical simulation turns to be a good choice for providing theoretical guidance for study and analysis of such an SHM system An active sensing diagnostic system for SHM of reinforced concrete has been currently under the investigation Test results show that the system can detect damages of the structure To fundamentally understand the damage algorithm and therefore to establish a robust diagnostic mechanism an accurate Finite Element Analysis FEA for the system has been performed A steel reinforcement bar with surface bonded PZT under a transient wave load is simulated using commercial FE software ANSYS In the model the rebar with PZT and epoxy layers is built using 2D axisymmetric type PZT material property transformation is discussed due to format differences between IEEE Standard and ANSYS The analysis uses the direct coupled field analysis module And material properties such as the Raleigh damping coefficients are discussed The numerical model has been validated with the experimental testing The good consistency between simulation and test shows that the model is reasonably accurate This provides a base for further system optimization A potential signal improvement method is explored By changing PZT layout into different configuration the output signal is increased four to six times larger than the original one 13 第四届 第四届 20132013 海峡两岸四地高校师生土木工程监测与控制研讨会 海峡两岸四地高校师生土木工程监测与控制研讨会 基于磁弹效应和智能磁电材料的在役斜拉索和预应力筋应力监基于磁弹效应和智能磁电材料的在役斜拉索和预应力筋应力监 测测 段元锋 1 张茹 尹文霞 董传智 柯少荣 樊可清 赵阳 浙江大学 建筑工程学院 杭州 310058 1ceyfduan 摘要 摘要 构件应力水平是决定结构安全的最重要因素之一 然而 目前常用的应力 应变监测方 法 如电阻式 振弦式 光纤式应变仪或振动频率法 都无法或难以实现在役钢结构的应力 监测 本文基于铁磁材料的磁弹效应 应用智能磁电层合材料作为信号检测元件 研发了一 种磁电磁弹式 EME 应力监测系统 用于斜拉索的索力监测和预应力筋的应力监测 该 系统具有与被测构件无机械接触 制作安装方便 使用寿命长 不需要了解被测构件的受力 历史便能实现对应力绝对值的监测 测量精度高等优点 为了验证和测试该应力监测系统的 性能 课题组在理论分析和数值仿真的基础上相继开展了实验室小型构件实验 实验室足尺 拉索实验 索厂实索标定实验 安装现场校核实验等 验证了本应力监测系统比传统的以线 圈作为检测元件的磁弹传感器具有测量精度高 响应速度快 信噪比高 易于安装等优点 目前 这种磁电磁弹效应式 EME 应力监测系统已应用在浙江省椒江二桥和福建省泉州 湾大桥 实现了斜拉索索力和预应力筋应力的智能监测 关键词 关键词 索力监测 预应力监测 磁弹效应 磁电材料 ABSTRACT The member component stress is one of the most important factors determining the structure safety However the current stress strain monitoring methods such as using electric resistance vibrating wire and optical fibre strain gauges and vibrating frequency method is impossible or hard to measure the actual stress of in service steel structures This paper presents an elasto magneto electric EME stress monitoring system for stress monitoring of in service steel cables and prestress bars based on magnetoelasticity of ferromagnetic materials and applying intelligent magneto electric laminated composites as the signal detector The present system has the advantages of nondestructive monitoring convenience in fabrication and installation long service life actual stress measurement without knowing the stress history and high measurement accuracy In order to test the performance of the present stress monitoring system the research team has successively conducted the laboratory test on a small size steel bar laboratory test on a full scale stay cable calibration on the actual steel cables in the factory and in situ verification during the cable tensioning following the theoretical analysis and numerical simulation It is verified