当前,土木工程结构老化、结构功能改变,以及不可抗力因素产生的结构损伤问题逐步显现,部分基础设施安全隐患已引起社会广泛关注,工程结构监测技术显得更加重要。同时,围绕国家提出的智慧城市、智慧交通、智慧能源领域建设,土木工程结构监测技术已成为一门交叉融合智能化学科,与数字经济、人工智能、大数据、新装备、智能机器人等新兴动能行业紧密相关。通过工程结构监测技术保证土木工程建设与运维安全,了解结构在全寿命周期各阶段是否达到设计可靠度,可助推在土木工程基础设施中形成战略性新兴产业场景生态应用,形成智能建造与智能运维的监测特色,有力确保土木工程结构的长期安全可靠。
现阶段工程结构监测需求量越来越大,已从结构传统检测逐步形成检测监测一体化实施,从结构局部阶段性监测向整体全生命周期监测过渡,从单一工程结构监测迈入不同行业不同结构类型集群化监测。编者团队从事土木工程结构监测领域研究及应用工作近二十年,第一主编目前担任中国新城建产教联盟理事长,编者团队在调研中发现研究生在本领域的理论算法偏多、实践经验不足;本科生缺少系统性培训,相关教材亟待补充完善;高职学生在本领域的课程教学也较少,学生理论知识学习与实践均不匹配。编者意识到结构监测领域技术发展与现代化教育的衔接性不足,也发现结构监测领域人才培养需要层次化,课程建设需要体系化。本书作为工程结构监测领域的实验类教材,通过讲解工程结构监测传感设备的认知操作,旨在培养学生对工程结构监测的认识和动手实践能力,激发学生对本领域研究的原始兴趣动力,为工程结构监测领域,特别是测试安装分析队伍提供急需的后备人才梯队。
本教材在符合国家现行规范标准的前提下,力求突出工程结构监测行业特色,反映现代土木工程智能化监测的新技术、新工艺,适应土木工程专业教育的需要。本教材也可为在土木工程结构监测实际项目中开展实习打下坚实基础,成为学校、科研机构、上下游企业等共同参与的产教联合体教育的参考用书,助推搭建一体化智能化应用平台、智慧教育教学平台,在促进工程结构监测技术现代制造业集群体系建设中起到一定助推作用。
本教材分为工程结构监测基础和实践,以及实例讲解三大部分。实践部分是对应理论部分设立的,目的是让学生将理论转换为实践运用,二者是紧密联系在一起,侧重理论与实践相结合的教学方式。其中,基础部分由清华大学土木工程系刘宇飞、重庆大学土木工程学院/溧阳智慧城市研究院阳洋、重庆大学土木工程学院许绍乾、重庆大学土木工程学院杨阳(女)、重庆大学机械与运载工程学院罗洋撰写;实践部分由阳洋、罗洋、重庆甲虫网络科技有限公司孟驰力、刘宇飞撰写;实例讲解部分由阳洋撰写。全书由阳洋和罗洋统稿完成。
本书的教学PPT可在重庆大学出版社官方网站上下载。
在编写过程中,本书得到了重庆大学教学改革研究项目——非土木工程专业工程结构基础认知教学与实践(2020Y+38)的支持,在此表示诚挚的感谢。
鉴于编者水平有限,本书目前在重庆大学开展了一届本科生教学训练,通过软硬件实训让学生对工程结构监测产生了初步兴趣,虽然学生反响热烈,但教学中仍然发现诸多不足之处,需要在实践中不断丰富和发展教学经验,完善相关教材内容,书中难免有疏漏及不妥之处,欢迎读者朋友批评指正,编者的联系邮箱为yangyangcqu@ cqu. edu. cn。
阳洋 罗洋 刘宇飞 许绍乾
2023 年 4 月 11 日