日本桥梁和建筑结构监测的研究与实施综述丨Engineering(11)

基于这些分析，得到了以下结果（图7）：
①系统识别产生了三种典型的第一纵向模态，它们在桥梁端部墩帽和主梁之间的相对模态位移方面有所不同。这些模态是铰链-铰接模态、混合铰链-固定模态和固定-固定模态。后两种模态是人们强烈期望的机制的变体（即铰链-铰接模态）。对端部墩帽与主梁之间的相对位移响应的分析证实了上述结论。
②在小地震中 ，LBC尚未起到全铰链连接的作用。因此，研究人员观测到了由于刚性连接而引起的较高的自振频率。在中等强度地震中，研究人员发现了混合铰链-固定模态。在大地震中，研究人员在两个端部墩帽处发现了全铰链连接模态。

图7（a）横滨湾大桥和永久隔震监测系统的布局；（b）横滨湾大桥的LBC位置；（c）连接桥塔（左）和底端墩帽（右）的典型LBC装置。从地震中识别出的横滨湾大桥的三种典型第一模态中的两种：（d）铰链-铰接模态；（e）固定-固定模态。S：主梁上的传感器；T：桥塔上的传感器；K：地基上的传感器；B：端部桥墩上的传感器；G：地面上的传感器；φ：相对模态位移比（无量纲）；R：右；L：左。经John Wiley & Sons, Inc.许可，转载自参考文献，2005
（三）结构改造验证的桥梁监测
1995年日本阪神（神户地区）大地震后，日本建设部（Ministry of Construction）于1995年2月27日发布了重建和修复因地震受损公路桥梁的建议。为期三年的翻新工程于1997年完成。在1995年日本阪神（神户地区）大地震前设计的其他重要桥梁也在随后几年被翻新，以满足1995年日本阪神（神户地区）大地震后所制定的标准和规范。改造后的大桥包括了城市高速公路的三座大型缆索支撑桥——横滨湾大桥、彩虹大桥（Rainbow Bridge）和Tsurumi Tsubasa大桥。
通过结构监测可以深入了解改造过程，并可以验证改造行动的效率。横滨湾大桥就是这样，这座中心跨度为460 m的斜拉桥自1990年以来就一直由密集分布的传感器系统进行连续监测。2005年，根据日本桥梁的抗震规范，横滨湾大桥被重新进行了抗震加固，以确保二级地震安全。改造方案考虑了两种最大可信地震，即在太平洋板块俯冲带发生的8级远场或中等远场大地震和近场或近场附近发生的近场内陆地震。