刘文峰，博士后，副研究员。清华大学土木工程系学士，中国科学院力学研究所博士。现任江西飞尚科技有限公司总经理，中国仪器仪表学会设备结构健康监测与预警分会理事会常务理事，全国机械振动、冲击与状态监测标准化技术委员会二分委委员，中国无损检测学会应力测试专业委员会委员。在国内外核心刊物、会议发表学术论文30余篇。目前主要从事结构健康监测、结构参数识别、信号处理、结构检测与安全评估方面的工作。负责和参加了多项国家级、省部级的科研项目。

　　《检测技术及仪器在桥梁健康监测系统中的应用》以桥梁损伤识别与安全评估为中心，以监测／检测技术及设备功能和性能介绍为重点，以桥梁动态参数识别、桥梁健康检测技术及应用、索桥状态检测、桥梁健康监测系统集成和监测预警系统优化、监测系统的稳定性与健康等级划分以及桥梁检测系统应用实例等为内容，系统介绍监测／检测技术及仪器，以及桥梁健康检测相关技术的研究和应用。
　　《检测技术及仪器在桥梁健康监测系统中的应用》可作为桥梁设计、施工和运行维护，以及相关研究人员的参考书。

　　2.9.1桥梁结构健康监测意义
　　对于桥梁来说，进行结构健康监测的主要理论和实践意义包括以下几方面。
　　1.设计验证，确保桥梁安全
　　在悬索桥、斜拉桥等大型桥梁设计阶段，许多因素具有不确定性。这些因素包括：荷载方面如风荷载的最大风速、功率谱主要成分、攻角以及空间相关性等；汽车荷载的车型、轴重分布等；抗力方面如加劲梁整体刚度、截面抗风特性等。另外，大型桥梁本身就具有力学和结构上的复杂性，设计阶段完全掌握和预测结构的力学特性和行为是非常困难的。因此，在设计阶段通常采用较大的安全系数（也就是较大的设计冗余度）来保证桥梁的安全，然而大型复杂桥梁极限状态往往是动力失稳而非强度破坏，高的强度安全系数未必就能够保证桥梁的安全性。在桥梁上安装监测系统不仅可以对荷载和结构响应进行监测，还能为桥梁的静力和动力性能分析提供实时数据，从而对桥梁设计假设进行验证，判断桥梁的安全性。
　　2.及时发现桥梁损伤
　　国际上，结构健康监测领域的研究重心在于结构损伤识别。这些理论认为，结构健康监测的核心就是损伤识别，没有损伤识别能力的监测系统不是真正的监测系统。结构健康监测系统应该具有损伤识别能力，这是无可非议的，然而，现有的理论和实践水平还不能完全实现这个要求。这就要求结构健康监测系统实行开放式设计，在系统运营中能够不断吸收国内外相关的科研成果，同时在传感器布点以及采样频率选定时要考虑损伤识别的要求。
　　3.为桥梁维护管理提供技术依据
　　桥梁使用过程中其结构承载能力不断退化，为了维持一定的服务水平需要定期对桥梁进行维修。什么时候维修？每次维修采取什么维修方法？这两个问题的解决需要了解结构的健康状况和荷载状况。对于一般桥梁，通常采用人工检查的方式来获得这些信息，有时还通过动静荷载试验对桥梁进行详细的结构评估。然而对于使用中的大型桥梁而言，仅仅依据人工检查获得的信息还不能对其承载能力进行较好的评估，而对其进行动静荷载试验由于激励源以及阻断交通的影响又往往不可行，所以安装桥梁结构健康监测系统，实时对桥梁进行“试验”便成了较好的选择。
　　4.辅助桥梁日常交通管理
　　交通管理包括重载车辆的管理和在大风地震情况下的交通管理，可在道路上安装汽车称重系统，及时发现超载车辆并拦截，避免其对桥梁的损伤；可以通过安装风速仪和GPS来制定在不同风速下的交通管理规定。广东虎门大桥安装的GPS系统，其初衷就是在大风天气下对交通进行管理。
　　……

第1章 桥梁损伤识别与安全评估
1.1 桥梁安全状况调查
1.2 桥梁检测及安全评定
1.3 监测／检测技术与安全评定发展现状
1.4 桥梁检测评估及相关研究
1.5 基于固有频率的结构损伤识别
1.6 基于结构位移模态参数的结构损伤识别
1.7 基于结构应变模态／曲率模态的结构损伤识别
1.8 基于其他参数的结构损伤识别

第2章 桥梁健康监测技术及应用
2.1 结构安全检测概述
2.2 桥梁结构健康监测研究
2.3 国外桥梁结构健康监测研究与应用
2.4 国内桥梁结构健康监测研究与应用
2.5 铁路桥梁的结构监测
2.6 铁路软基处理工程施工监测及检测
2.7 铁路桥梁施工监控
2.8 铁路桥梁荷载试验
2.9 铁路桥梁健康监测

第3章 监测／检测仪器及相关设备
3.1 环境监测仪器
3.2 变形测试
3.3 应力和应变测试
3.4 振动测试
3.5 受力测试
3.6 地下水位水压和土压力
3.7 基于云计算的结构综合管理系统

第4章 桥梁结构的动力参数识别
4.1 概述
4.2 位移模态的识别
4.3 应变模态的识别
4.4 通过声音响应进行模态识别
4.5 模态识别的注意事项
4.6 梁结构中位移模态与应变模态的关系

第5章 索结构桥梁的状态监测
5.1 概述
5.2 采用振动法进行索力识别的基本研究
5.3 考虑弯曲刚度的悬索振动的理论分析
5.4 考虑弯曲刚度及边界条件的求解
5.5 实测数据分析

第6章 桥梁健康监测系统集成
6.1 桥梁健康监测的目的
6.2 大桥健康监测系统的需求分析
6.3 大桥类型划分
6.4 监测系统项目分析
6.5 测试方法的研究
6.6 振动法的研究
6.7 声发射方法的研究
6.8 系统集成框架

第7章 桥梁健康监测预警系统的优化
7.1 研究背景
7.2 测点优化研究
7.3 采集数据优化
7.4 定阀值采样中的两个关键工作

第8章 桥梁健康监测系统的稳定性
8.1 监控系统鲁棒性问题
8.2 系统时间一致性问题
8.3 系统数据库管理的问题

第9章 桥梁健康等级的划分及指标体系
9.1 桥梁重要性等级划分
9.2 桥梁损伤识别指标研究
9.3 桥梁损伤等级的划分
9.4 索结构损伤识别方法
9.5 固有频率灵敏度分析
9.6 健康监测系统参数的评估流程

第10章 桥梁检测实例及相关问题
10.1 概述
10.2 试验设备及方案分析
10.3 铁路桥梁的振动特性研究
10.4 铁路桥梁的参数识别
10.5 铁路桥梁行车振动分析
10.6 梁式立交桥的参数识别
10.7 斜拉桥的参数识别
10.8 钢筋混凝土桥梁模型的损伤识别

第11章 大桥健康与安全监控预警系统实例
11.1 下沙大桥概况
11.2 下沙大桥的桥梁健康监测系统
11.3 系统设计方案
11.4 系统集成
11.5 软件系统总体设计
参考文献