第1章 概述 1.1 結構維護管理的必要性 1.1.1 橋梁結構維護管理壓力大 1.1.2 結構維護管理費用不足 1.2 結構維護管理的概念與手段 1.2.1 資產管理與全壽命周期成本 1.2.2 長期性能與預防性維護 1.2.3 橋梁管理系統 1.3 各國性能評估規范現狀及發展趨勢 1.3.1 橋梁評估規范 1.3.2 橋梁一般檢查 1.3.3 技術狀況評定 1.3.4 承載能力評定 1.4 橋梁檢測技術 1.4.1 目視檢查與無損檢測 1.4.2 橋梁無損檢測技術 1.5 自動化檢測技術及發展趨勢 1.5.1 隧道自動化檢測技術 1.5.2 道路自動化檢測技術 1.5.3 鐵軌自動化檢測技術 1.5.4 橋梁自動化檢測技術 1.6 結構健康監測技術及發展趨勢 1.6.1 結構健康監測概述 1.6.2 結構健康監測研究現狀 1.6.3 結構健康監測技術融入結構性能評估規范的趨勢 1.7 橋梁測試與性能評定的智能化、自動化與信息化趨勢 1.7.1 智能化、自動化與信息化趨勢 1.7.2 橋梁快速測試與評估 第2章 橋梁快速測試與評估總體思路 2.1 沖擊振動與橋梁快速評估 2.2 沖擊振動的理論優勢 2.2.1 結構位移頻響函數計算方法 2.2.2 位移頻響函數幅值的縮放關系 2.3 沖擊振動的理論框架 2.4 沖擊荷載產生裝置開發 2.4.1 落錘激振裝置開發 2.4.2 移動沖擊裝置 2.5 橋梁響應監測設備開發 2.5.1 自動化加速度計安裝 2.5.2 光纖傳感測應變技術 2.5.3 非接觸式位移測量 2.6 橋梁快速測試系統的軟硬件一體化 第3章 振動測試與結構識別基本理論 3.1 常用的數學變換方法 3.1.1 拉普拉斯變換 3.1.2 傅里葉變換 3.1.3 小波變換 3.1.4 希爾伯特一黃變換 3.2 單自由度結構動力分析與參數識別 3.2.1 單位脈沖響應函數與杜哈曼積分 3.2.2 單自由度結構的傳遞函數和頻響函數 3.2.3 單自由度結構參數識別基本原理 3.3 多自由度結構動力分析 3.3.1 結構特性矩陣 3.3.2 無阻尼自由振動 3.3.3 結構動力響應計算 3.4 多自由度結構模態分析 3.4.1 多自由度結構的位移頻響函數 3.4.2 實模態系統頻響函數計算 3.4.3 復模態系統頻響函數計算 3.4.4 單位脈沖響應函數和頻響函數的關系 3.4.5 方法示例與驗證 3.5 無限自由度結構模態分析 3.6 沖擊振動下的頻響函數估計 3.6.1 單點輸入作用下的頻響函數估計 3.6.2 多點輸入作用下的頻響函數估計 3.6.3 相干函數 3.6.4 模態保證準則 3.7 場地頻譜分析 3.8 模態參數識別算法 3.8.1 頻域識別法 3.8.2 時域識別法 3.8.3 時頻域識別法和非線性識別法 第4章 基于加速度測量的沖擊振動數據處理與結構識別理論 4.1 沖擊振動快速測試思路與位移柔度概念 4.2 位移柔度和位移頻響函數的關系 4.2.1 位移柔度識別公式 4.2.2 單參考點頻響函數的振型和留數識別 4.2.3 多參考點頻響函數的振型和留數識別 4.2.4 頻響函數的參數化模型 4.3 質量已知時位移柔度識別 4.4 質量未知結構的位移柔度識別——PolyMAX方法 4.4.1 頻響函數的誤差函數 4.4.2 縮減正則方程 4.4.3 基本模態參數識別 4.4.4 穩定圖 4.4.5 窄帶內的位移柔度識別 4.4.6 方法示例與驗證 4.5 質量未知結構的位移柔度識別——CMIF方法 4.5.1 奇異值分解和位移振型識別 4.5.2 增強頻響函數 4.5.3 固有頻率、阻尼比和模態縮放系數識別 4.5.4 位移柔度識別 4.5.5 方法示例與驗證 4.6 質量未知結構的位移柔度識別——SSI方法 4.6.1 結構狀態空間方程 4.6.2 子空間識別技術 4.6.3 模態參數識別 4.6.4 簡支梁橋驗證 第5章 基于分塊沖擊振動的位移柔度識別理論 5.1 分塊沖擊振動的工程意義 5.2 分塊沖擊振動測試的子結構融合理論和實施流程 5.2.1 子結構融合理論 5.2.2 實施流程 5.3 基于邊界點測量的多參考點分塊測試方法 5.3.1 基于參考點振型的連續性判別振型方向 5.3.2 方法示例與驗證 5.4 基于相位角概念的單參考點分塊測試方法 5.4.1 基于單參考點和驅動點間的頻響函數的相位曲線判別振型方向 5.4.2 方法示例與驗證 5.4.3 IBS橋驗證 5.5 基于*小勢能原理的無參考點分塊測試方法 5.5.1 *小勢能原理和振型正交性聯合判別法 5.5.2 鋼桁架模型驗證 第6章 基于結構區域分布應變測量的沖擊振動數據處理與結構識別 理論 6.1 基于沖擊振動和區域分布傳感的橋梁測試方法 6.1.1 結構區域分布傳感概念與技術 6.1.2 基于區域分布應變測量的沖擊振動測試 6.2 應變模態理論 6.2.1 點式應變模態理論 6.2.2 長標距應變模態理論 6.2.3 應變頻響函數的特征 6.2.4 應變頻響函數和應變柔度矩陣的關系 6.3 質量已知結構的應變柔度識別 6.3.1 位移振型和應變振型的質量歸一化 6.3.2 方法示例與驗證 6.4 基于改進的P01yMAX法的應變柔度識別 6.4.1 系統極點、位移模態參與系數和應變振型識別 6.4.2 模態縮放系數和應變柔度識別 6.4.3 方法示例與驗證 6.5 基于改進的CMIF法的應變柔度識別 6.5.1 應變頻響函數的奇異值分解和應變振型識別 6.5.2 增強頻響函數計算和基本模態參數識別 6.5.3 應變柔度和位移柔度的同時識別 6.5.4 興隆大橋驗證 6.6 基于改進的SSI法的應變柔度識別 6.6.1 子空間方法基本方程改進 6.6.2 模態參數識別及應變柔度識別 6.6.3 三跨連續梁橋驗證 6.7 結構損傷識別 6.7.1 損傷識別指標概述 6.7.2 IBS橋研究 第7章 基于移動沖擊的橋梁快速測試與識別 7.1 基于移動沖擊的橋梁快速測試方法與思路 7.2 基于微波干涉雷達的橋梁結構響應測量 7.2.1 微波干涉雷達系統組成與工作原理 7.2.2 消除雷達基點運動的微波干涉雷達橋梁微動快速測試方法 7.2.3 方法示例與驗證 7.3 基于智能輪胎技術的豎向車輪力測量 7.4 基于移動沖擊的橋梁快速測試理論 7.4.1 車橋耦合振動理論 7.4.2 等效節點荷載分配理論 7.4.3 實施過程 7.5 方法示例與驗證 7.5.1 簡支梁結構移動沖擊快速測試 7.5.2 簡支梁橋數值模擬移動沖擊實例 7.5.3 移動荷載試驗影響因素分析 第8章 工程應用技巧與實例 8.1 沖擊振動測試實戰技巧 8.1.1 傳感器選擇和振動測試方案 8.1.2 傳感器安裝和現場測試 8.1.3 振動信號處理 8.2 工程實例一：某預應力混凝土連續箱形梁橋的沖擊振動測試 8.2.1 橋梁概況及傳感器布置圖 8.2.2 靜載測試 8.2.3 沖擊振動測試 8.2.4 柔度識別結果 8.3 工程實例二：某三跨簡支鋼梁橋的分塊沖擊振動測試 8.3.1 實橋概況 8.3.2 沖擊振動測試 8.3.3 數據處理 8.3.4 結構柔度集成和撓度預測 8.3.5 不同分塊方案結果對比 8.4 工程實例三：基于計算機視覺的某步行橋沖擊振動測試 8.4.1 人致沖擊荷載測量及結構識別方法 8.4.2 實驗室簡支梁實驗驗證 8.4.3 步行橋現場測試 8.5 討論與展望 參考文獻 英漢名詞對照表