萬賓科技城市生命線應用場景（結構篇） | 橋梁結構健康監(jiān)測系統(tǒng)
在現(xiàn)代城市中，橋梁不僅是連接兩岸的紐帶，更是城市生命線的重要組成部分。然而，隨著時間的推移、交通流量的增長以及環(huán)境因素的影響，橋梁面臨著各種各樣的挑戰(zhàn)和風險。隨著“新基建”戰(zhàn)略的深入推進，智能化技術正逐漸成為城市基礎設施安全管理的關鍵。特別是在橋梁安全管理領域，城市生命監(jiān)測系統(tǒng)以其先進的技術手段，正為橋梁結構健康提供著全方位的守護。
一、橋梁結構健康監(jiān)測的定義與意義
1、定義
橋梁結構健康監(jiān)測(Bridge Structural Health Monitoring, BSHM)是一種通過安裝在橋梁上的各種傳感器，對橋梁的物理狀態(tài)和性能進行連續(xù)或定期監(jiān)控的技術。這一過程涉及采集、處理、分析結構響應數(shù)據(jù)，包括但不限于振動頻率、模態(tài)形狀、應變、位移、溫度、濕度、裂縫寬度等參數(shù)，以評估橋梁的當前健康狀況及預測其未來的性能。BSHM系統(tǒng)通常由傳感器網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)采集單元、通信模塊、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)組成，共同構成一個綜合監(jiān)測平臺。
2、意義
安全性增強：通過實時監(jiān)測，可以及時發(fā)現(xiàn)橋梁結構的潛在缺陷或損傷，如混凝土開裂、鋼材腐蝕、支座失效等，從而提前采取修復措施，防止事故的發(fā)生，保障行人和車輛的安全。
延長使用壽命：定期的健康監(jiān)測有助于了解橋梁的服役狀態(tài)，通過科學的維護策略，可以有效延長橋梁的使用壽命，減少因結構老化導致的頻繁大修或重建。
優(yōu)化維護策略：BSHM系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)可以用于構建橋梁的健康檔案，基于實際監(jiān)測結果制定合理的維護計劃，實現(xiàn)按需維護而非定期檢查，節(jié)約維護成本，提高工作效率。
災害預警：在地震、洪水、臺風等自然災害發(fā)生時，BSHM系統(tǒng)能夠迅速反應，評估橋梁的受損情況，為緊急救援和災后重建提供重要信息。
二、橋梁結構健康監(jiān)測的關鍵技術
1、傳感器技術：
利用設置在橋梁關鍵部位的智能監(jiān)測儀器，如智能結構診斷器、GNSS監(jiān)測一體機、智能視覺形變儀、多功能氣象站等，實時監(jiān)測橋梁的位移、沉降、傾斜、加速度、振幅、頻率、索力、溫濕度、動態(tài)平衡和人體舒適度等關鍵參數(shù)為后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和評估提供原始數(shù)據(jù)。
2、數(shù)據(jù)采集與傳輸技術：
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)負責將傳感器捕捉到的信號轉化為數(shù)字信息，以便于存儲和分析，通過4G/5G無線傳輸技術或有線網(wǎng)絡，將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行目刂葡到y(tǒng)或遠程監(jiān)控平臺。
3、數(shù)據(jù)處理與分析技術：
對采集到的數(shù)據(jù)進行預處理、特征提取和模式識別，分析橋梁結構的健康狀況，識別潛在的損傷或異常。
4、結構評估與預警技術：
對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析和處理，識別橋梁結構的異常和潛在問題，在發(fā)現(xiàn)異常情況時，及時發(fā)出預警信號，提醒管理人員采取必要的維護和修復措施。
城市生命線工程的推進為橋梁結構健康監(jiān)測技術提供了強大的發(fā)展動力。以5G、大數(shù)據(jù)、云計算為代表的新一代信息技術，正推動著橋梁監(jiān)測技術的革新。實時監(jiān)測、數(shù)據(jù)傳輸、智能分析等環(huán)節(jié)的效率得到了顯著提升，為橋梁安全提供了更加堅實的保障。
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