數(shù)字賦能橋梁健康體檢，24小時(shí)感知橋梁“心跳”

我國(guó)橋梁發(fā)展現(xiàn)狀

伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)的橋梁建設(shè)規(guī)模也在不斷地?cái)U(kuò)大，現(xiàn)如今，我國(guó)不論是橋梁數(shù)量，還是橋梁技術(shù)，都早已經(jīng)走在世界前沿。然而隨著橋梁的跨度越來(lái)越大，橋梁的結(jié)構(gòu)也變得更加復(fù)雜，如何保障橋梁的安全運(yùn)行是當(dāng)前亟待解決的問(wèn)題。

另一方面，橋梁“老齡化”問(wèn)題也日益突出，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)公路路網(wǎng)中在役橋梁40%服役超20年，技術(shù)等級(jí)為三、四類的帶病橋梁達(dá)30%，15%的橋梁(約10萬(wàn)座)為危橋大量橋梁開(kāi)始出現(xiàn)各種病害問(wèn)題，導(dǎo)致橋梁安全事故與日俱增。

數(shù)字賦能橋梁健康體檢，24小時(shí)感知橋梁“心跳”(圖1)

▲圖片來(lái)源網(wǎng)絡(luò)，侵刪

橋梁垮塌事故頻發(fā)

2022年7月，遼寧鞍山文家街大橋倒塌，四輛車共5人掉入橋下，所幸均無(wú)生命危險(xiǎn)。

2021年12月，鄂州高速公路發(fā)生橋面垮塌事故，造成4人死亡、8人受傷。

2020年11月，天津市一跨河鐵路橋在維修施工過(guò)程中發(fā)生坍塌，造成8人死亡、6人受傷。

2019年10月，無(wú)錫高架橋發(fā)生側(cè)翻事故，共造成3人死亡，2人受傷。

2018年7月，浙江省桐廬縣發(fā)生村道廊橋橋頂垮塌，事故共造成8人死亡，3人受傷。

2018年4月，廣東省陽(yáng)春市發(fā)生一起大橋坍塌事故，造成1人死亡，3人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失48.5萬(wàn)元。

數(shù)字賦能橋梁健康體檢，24小時(shí)感知橋梁“心跳”(圖2)

橋梁安全政策導(dǎo)向

橋梁作為重要的交通樞紐，其安全性關(guān)系著廣大人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，保障橋梁的安全，事關(guān)民生大業(yè)。在“十三五”期間，全國(guó)投入了600多億元用于危橋改造。2020年12月交通運(yùn)輸部印發(fā)《關(guān)于進(jìn)一步提升公路橋梁安全耐久水平的意見(jiàn)》，意見(jiàn)提出，到2025年要基本完成危橋改造。

當(dāng)月，交通運(yùn)輸部又先后印發(fā)了《公路危舊橋梁改造行動(dòng)方案》和《公路危舊橋梁排查和改造技術(shù)要求》。此外，2021年5月，交通運(yùn)輸部新修訂頒布了《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范》，對(duì)近年來(lái)橋梁養(yǎng)護(hù)工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行歸納總結(jié)，為橋梁科學(xué)養(yǎng)護(hù)、科學(xué)決策提供了技術(shù)保障。

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▲交通運(yùn)輸部印發(fā)意見(jiàn)

橋梁安全風(fēng)險(xiǎn)防控

解決橋梁安全性問(wèn)題，除了對(duì)橋梁進(jìn)行加固處理，對(duì)橋梁健康狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)和評(píng)估也是非常重要的。

傳統(tǒng)的橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)主要依賴于人工目測(cè)檢查或借助于便攜式儀器測(cè)量，這種監(jiān)測(cè)方式存在著諸多弊端，如：需要大量人力、物力和財(cái)力并有諸多檢查盲點(diǎn);主觀性強(qiáng)，不易量化;缺少整體性;影響正常交通運(yùn)行;周期長(zhǎng)，實(shí)時(shí)性差等。

隨著物聯(lián)網(wǎng)、智能傳感技術(shù)的普及，橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)也開(kāi)始發(fā)生了突破性的變化。將大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、北斗導(dǎo)航等新技術(shù)與橋梁養(yǎng)護(hù)深度融合，實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁服役狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)分析，為橋梁提供預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。

數(shù)字賦能橋梁健康體檢，24小時(shí)感知橋梁“心跳”(圖4)

▲橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖

特別聲明：萬(wàn)賓科技致力于城市生命線監(jiān)測(cè)儀器研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，文中涉及軟件系統(tǒng)皆為友商提供。

橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)

萬(wàn)賓(WITBEE?)橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)深度融合AIoT、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航、4G/5G、大數(shù)據(jù)和橋梁專業(yè)技術(shù)，建立以橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)、橋梁養(yǎng)護(hù)管理為核心的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)橋梁環(huán)境參數(shù)、車輛荷載參數(shù)及視頻信息、結(jié)構(gòu)響應(yīng)的測(cè)量。

經(jīng)云端統(tǒng)計(jì)、分析、處理后，通過(guò)設(shè)定的安全閾值對(duì)結(jié)構(gòu)狀態(tài)、損傷情況、承載能力做出即時(shí)評(píng)估，達(dá)到安全預(yù)警的作用，為橋梁的運(yùn)營(yíng)維護(hù)和安全管理提供決策依據(jù)，并有效降低結(jié)構(gòu)管理養(yǎng)護(hù)成本和提高結(jié)構(gòu)物耐久性，延長(zhǎng)橋梁的使用壽命。

通過(guò)橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以隨時(shí)掌握橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)力狀態(tài)及損傷情況。由于系統(tǒng)能夠在橋梁結(jié)構(gòu)危險(xiǎn)萌芽階段發(fā)出預(yù)警，這對(duì)于保障橋梁安全運(yùn)營(yíng)具有重要意義。對(duì)結(jié)構(gòu)狀態(tài)的正確評(píng)估和及時(shí)預(yù)警能夠盡可能地延長(zhǎng)橋梁的運(yùn)營(yíng)壽命，對(duì)降低橋梁總體運(yùn)營(yíng)成本具有顯著效果。

數(shù)字賦能橋梁健康體檢，24小時(shí)感知橋梁“心跳”(圖5)