日本桥梁和建筑结构监测的研究与实施综述丨Engineering

本文选自中国工程院院刊《Engineering》2019年第6期
作者：Yozo Fujino，Dionysius M. Siringoringo，Yoshiki Ikeda，Tomonori Nagayama，Tsukasa Mizutani
来源：Research and Implementations of Structural Monitoring for Bridges and Buildings in Japan—A Review[J].Engineering,2019,5(6):1093-1119.
编者按
钢铁和钢筋混凝土技术的发展为大跨度桥梁和高层建筑的建设提供了动力。日本是世界上自然灾害频发多发的国家，如地震活动、季节性强风和台风等，为此，日本重视对建筑结构的监测，并以评估建筑结构对极端事件的响应程度为目标的。目前，随着建筑结构监测技术的不断开发与进步，监测系统所收集到的数据被用来验证设计假设、更新技术参数、优化振动控制系统的性能等，助力建筑结构全生命周期的监测。
中国工程院院刊《Engineering》2019年第6期刊发横滨国立大学藤野阳三（Yozo Fujino）教授科研团队的《日本桥梁和建筑结构监测的研究与实施综述》一文。文章对日本桥梁和建筑结构监测的发展进行了回顾，主要介绍了振动技术在桥梁、建筑物和道路路面等建筑结构监测中的应用。通过介绍结构监测的典型实例，文章总结了利用分布式传感器阵列对桥梁和建筑物进行结构监测以及利用车辆对桥梁路面和混凝土路面进行监测的方法。最后，文章指出了日本结构监测技术的发展前沿。

一、引言
在实行国家开放、废除德川幕府时期实行的长达两个多世纪的严格的贸易限制政策后，日本终于在1868年明治维新期间，引进了现代基础设施建设技术。在此期间，人们开始使用金属作为建筑结构材料。19世纪70年代左右，日本开始使用以铆接技术制造的铸铁和锻铁作为建造新桥梁的材料。坐落于日本长崎市的Kurogane桥（跨度为27 m）是日本第一座现代铸铁桥。从1895年开始，钢材迅速取代了锻铁，成为金属桥的首选材料。1923年的日本关东大地震（Great Kanto Earthquake）揭露了锻铁材料的诸多弊端，此后，日本的桥梁建筑材料大多选用了高强度钢。Kiyosu桥是一座坐落于日本东京Sumida River上的眼杆链式自锚式悬索桥，桥梁跨度为183 m，是该时代铆接式桥梁的典型代表。