中交路橋科技是從事工程檢測(cè)監(jiān)測(cè)、城市安全監(jiān)測(cè)預(yù)警與評(píng)價(jià)、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團(tuán)企業(yè)。
7月25日是第七屆結(jié)構(gòu)控制與監(jiān)測(cè)世界大會(huì)的第三日，也是閉幕日。小編就第三日的5場(chǎng)主題報(bào)告內(nèi)容，為大家做簡(jiǎn)要報(bào)道。
第三會(huì)議日的第一場(chǎng)主報(bào)告人是青島海洋科學(xué)與技術(shù)試點(diǎn)國家實(shí)驗(yàn)室非線性科學(xué)中心，國家海洋局第一海洋研究所創(chuàng)新中心數(shù)據(jù)分析實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)始主任Norden E. Huang教授。
他的報(bào)告主題是：《希爾伯特黃變換在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用》
黃教授的在報(bào)告中針對(duì)非線性和非平穩(wěn)性數(shù)據(jù)進(jìn)行了廣泛的方差分析，提出了一種新的方法——希爾伯特-黃變換（HHT）。
這些方法可以應(yīng)用于從生物醫(yī)學(xué)到工程和科學(xué)領(lǐng)域的各種各樣的問題。
他的報(bào)告主題是：《希爾伯特黃變換在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用》
黃教授的在報(bào)告中針對(duì)非線性和非平穩(wěn)性數(shù)據(jù)進(jìn)行了廣泛的方差分析，提出了一種新的方法——希爾伯特-黃變換（HHT）。
這些方法可以應(yīng)用于從生物醫(yī)學(xué)到工程和科學(xué)領(lǐng)域的各種各樣的問題。
第二場(chǎng)報(bào)告是由來自意大利的羅馬大學(xué)結(jié)構(gòu)工程學(xué)院的Walter Lacarbonara教授主講。
他的報(bào)告主題是:《受非線性動(dòng)力學(xué)啟發(fā)的控制》
Walter教授指出非線性動(dòng)力學(xué)的研究領(lǐng)域正從關(guān)注非線性的動(dòng)態(tài)信息素的研究過渡到利用不同尺度的不同非線性作為高性能結(jié)構(gòu)和器件的新設(shè)計(jì)平臺(tái)。在結(jié)構(gòu)控制以及工程系統(tǒng)和材料的合成領(lǐng)域都是如此。
在本場(chǎng)報(bào)告中，教授利用遲滯非線性的調(diào)諧質(zhì)量阻尼器（TMD），在設(shè)計(jì)帶寬內(nèi)的性能比線性TMDs更好。采用SMA／鋼絲繩，通過金屬絲間的摩擦和SMA相變使能量耗散，從而設(shè)計(jì)出遲滯非線性。之后采用微擾法和微分進(jìn)化算法協(xié)同驅(qū)動(dòng)優(yōu)化過程，在多高層建筑的搖擺控制和大跨度懸索橋的顫振控制方面進(jìn)行了試驗(yàn)研究。
此外，還討論了這些TMDs在應(yīng)對(duì)地震方面的緩解能力。地震激發(fā)結(jié)構(gòu)往往會(huì)表現(xiàn)出軟化行為和強(qiáng)度退化。由于結(jié)構(gòu)頻率隨振幅的變化而引起的頻率失諧，這種非線性行為會(huì)嚴(yán)重影響TMDs 的工作表現(xiàn)。相反，非線性的TMDs可以在非線性頻率調(diào)諧方面更加強(qiáng)壯，這可以導(dǎo)致從結(jié)構(gòu)到TMD的最優(yōu)能量傳輸。
Walter教授在本場(chǎng)報(bào)告中考慮了兩種類型的非線性結(jié)構(gòu)，即采用經(jīng)典的Bouc-Wen模型和Bouc-Wen-Foliente模型的鋼結(jié)構(gòu)和砌體結(jié)構(gòu)。利用歐洲強(qiáng)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)庫（拉奎拉市）中選取的7條地震記錄，根據(jù)不同的成本函數(shù)，采用微分算法獲得TMD最優(yōu)參數(shù)。
在最后教授也簡(jiǎn)要概述了近年來由基質(zhì)和碳納米管（CNT）制成的高阻尼納米材料的研究進(jìn)展。在基體的聚合物鏈與碳納米管之間表現(xiàn)為摩擦滑動(dòng)的滯后現(xiàn)象，在很大程度上可以被修飾。
通過對(duì)微結(jié)構(gòu)特征的調(diào)整和優(yōu)化，使振動(dòng)支撐達(dá)到前所未有的水平。以及在動(dòng)態(tài)應(yīng)用材料設(shè)計(jì)的新方向的背景下，討論了最近的實(shí)驗(yàn)和建模工作，并且邀請(qǐng)?jiān)谧母魑粚W(xué)者于2019年前往澳大利亞參會(huì)。
第三場(chǎng)的主講人是來自Exeter大學(xué)工程學(xué)院工程系主任——英國教授Paul Reynolds。
他的報(bào)告主題是:《人為震動(dòng)的控制：震動(dòng)舒適度的綜合設(shè)計(jì)方法》
“明天”的土木工程結(jié)構(gòu)將比以往任何時(shí)候都更輕更細(xì)，這是一種必然趨勢(shì)。源于建筑的欲望和對(duì)未來社會(huì)的需求，以更可持續(xù)的方式使用原材料?？刹恍业氖?，歷史告訴我們，輕而細(xì)的土木工程結(jié)構(gòu)很容易受到人類活動(dòng)引起的振動(dòng)的影響。而解決這些問題可能是極其困難的，并且是昂貴的、具有破壞性的，往往涉及到重大的結(jié)構(gòu)修改。
在本場(chǎng)報(bào)告中，Paul教授介紹了近年來在發(fā)展先進(jìn)的振動(dòng)控制技術(shù)以減少人類動(dòng)荷載對(duì)結(jié)構(gòu)的不利影響方面取得的一些進(jìn)展。這些技術(shù)不僅具有解決問題的能力，而且可以通過將振動(dòng)控制技術(shù)融入他們的一些基礎(chǔ)振動(dòng)服務(wù)性設(shè)計(jì)中，推動(dòng)新一代高性能、高效、可持續(xù)的土木工程結(jié)構(gòu)。
第四場(chǎng)的主講人是來自香港理工大學(xué)建設(shè)及環(huán)境學(xué)院土木及環(huán)境工程學(xué)系的徐幼麟教授。
他的報(bào)告主題是:《大跨度橋梁生命周期管理與健康監(jiān)測(cè)的綜合研究》
大跨度橋梁是我國社會(huì)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，但是一旦建成就會(huì)受到破壞。比如橋梁突然失效或者某功能喪失，這將會(huì)對(duì)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境造成嚴(yán)重影響。因此，實(shí)施生命周期管理（LCM）策略是至關(guān)重要的，以便在可接受的范圍內(nèi)通過生命周期的成本效益干預(yù)行動(dòng)來保持橋梁的性能。但是無論如何，不確定性不可避免的存在著，而當(dāng)前的LCM的可靠性也很難達(dá)到這樣的程度。
另一方面，結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)（SHM）技術(shù)在世界范圍內(nèi)已被應(yīng)用到100多座大跨度橋梁上，可對(duì)實(shí)際荷載條件進(jìn)行監(jiān)控，也可對(duì)各種類型的結(jié)構(gòu)響應(yīng)進(jìn)行測(cè)量，并可以識(shí)別退化和破壞。因此，在本場(chǎng)報(bào)告中，徐教授和他的團(tuán)隊(duì)研究探討了大跨度橋梁LCM和SHM的合成可能性。
它包括七個(gè)主要任務(wù)：
1. 利用多尺度有限元模型同時(shí)預(yù)測(cè)全局和局部結(jié)構(gòu)響應(yīng)；
2. 應(yīng)對(duì)重新建設(shè)橋的結(jié)構(gòu)與輸入結(jié)構(gòu)的反應(yīng)來衡量單孔位微吹氣擾動(dòng)系統(tǒng)；
3. 評(píng)估當(dāng)前健康狀況的結(jié)構(gòu)基于前面使用SHM-based加載歷史和損傷檢測(cè)方法；
4. 進(jìn)行適當(dāng)檢查；
5. 基于SHM系統(tǒng)的不間斷現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)，建立加載模型，分析以往的加載歷史，預(yù)測(cè)未來的加載情況；
6. 對(duì)結(jié)構(gòu)的剩余使用壽命進(jìn)行損害預(yù)測(cè)；
7. 在多目標(biāo)和各種約束條件下，發(fā)展LCM策略，以做出最優(yōu)決策。
雖然并不是所有的七個(gè)主要任務(wù)都需要以系統(tǒng)的方式完成，但是徐教授和他的研究團(tuán)隊(duì)付出了相當(dāng)大的努力。
在最后，徐教授以香港的昂船洲斜拉橋?yàn)槔M(jìn)行了介紹。
本屆世界大會(huì)最后一場(chǎng)報(bào)告由韓國的Hyung-Jo Jung教授主講，他為韓國科學(xué)技術(shù)高級(jí)研究院，結(jié)構(gòu)控制與智能系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室工作。
他本次報(bào)告的主題是:《無人機(jī)橋梁檢測(cè)與狀態(tài)評(píng)估和深度學(xué)習(xí)》
教授提到橋梁垮塌會(huì)對(duì)韓國社會(huì)產(chǎn)生巨大的消極影響。有許多原因都會(huì)造成橋梁的倒塌。近年來，糟糕的維護(hù)正在成為造成這種倒塌的主要因素。除此之外，橋梁的老化會(huì)使情況變得更加糟糕。為了防止這種不必要的事故發(fā)生，他們必須進(jìn)行連續(xù)的橋梁監(jiān)測(cè)和及時(shí)的維護(hù)。
在韓國，視覺檢查是最廣泛使用的方法，但是它嚴(yán)重依賴于檢查人員的經(jīng)驗(yàn)。這對(duì)檢查人員來說也是費(fèi)時(shí)費(fèi)力的，并且價(jià)格昂貴、容易產(chǎn)生混亂，甚至出現(xiàn)極不安全的狀況。為了解決其局限性，越來越多的人對(duì)聯(lián)合國載人航空飛行器（UAV）感興趣。他們預(yù)計(jì)這將使檢查過程更安全、更快、和更加經(jīng)濟(jì)適用。此外，它還可以覆蓋在特定區(qū)域內(nèi)難以到達(dá)的位置。然而，這一戰(zhàn)略，仍然處于初級(jí)階段，因?yàn)樵谶@整個(gè)過程中，有許多的東西需要真正實(shí)現(xiàn)。
在本場(chǎng)報(bào)告中，使用UVA進(jìn)行橋梁檢測(cè)的典型過程包括三個(gè)階段，即預(yù)檢、檢測(cè)、檢測(cè)后。還有按階段描述的詳細(xì)任務(wù)。同時(shí)，通過對(duì)目前正在發(fā)展的基于圖像的定位算法、基于視覺和紅外攝像機(jī)的圖像融合等技術(shù)的研究，提出了具有挑戰(zhàn)性的問題（如橋梁下無人機(jī)的定位、高分辨率的圖像捕獲等）和可能的解決方案。
還特別討論了基于深度學(xué)習(xí)的自動(dòng)分類、定位和量化幾種損傷類型（如裂紋、腐蝕、剝脫、外溢、ctc等）的算法。這種俯臥倒是基于由無人機(jī)和成像設(shè)備（視覺、紅外、高光譜相機(jī)）組成的無人檢查設(shè)備所獲得的大量圖像數(shù)據(jù)。
最后，提出了未來利用無人機(jī)和深埋梁技術(shù)進(jìn)行橋梁檢測(cè)和狀態(tài)評(píng)估的研究方向。
閉幕時(shí)刻
會(huì)議主辦方宣布第八屆結(jié)構(gòu)控制與監(jiān)測(cè)世界大會(huì)將于2022年在美國奧蘭多舉行。
