橋梁不僅是公路交通運(yùn)輸?shù)闹匾獦屑~,也是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)實(shí)力、科學(xué)技術(shù)、生產(chǎn)力發(fā)展等綜合國(guó)力的體現(xiàn)。我國(guó)自80年代后,橋梁技術(shù)已經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)水平,現(xiàn)如今我國(guó)橋梁總數(shù)已突破100萬(wàn)座,是世界第一的橋梁大國(guó)。隨著橋梁建設(shè)步伐加快,橋梁的安全性、耐久性和正常使用功能,也越來(lái)越被人們所關(guān)注。近年來(lái),全國(guó)多地發(fā)生大橋坍塌事故,大型橋梁 “非正常死亡”現(xiàn)象愈演愈烈 。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)2000年到2019年國(guó)內(nèi)有83起大型橋梁坍塌事故,每次事故都造成了重大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。
橋梁由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜,且所處的自然環(huán)境多變,加上設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)的近似性、外荷載作用的隨機(jī)性、材料強(qiáng)度的離散性、施工的分散性等,其實(shí)際安全度是一個(gè)不確定值。橋梁倒塌事故的發(fā)生,往往是多種原因同時(shí)存在的。
因此,要確保橋梁安全,超前防護(hù)是關(guān)鍵。預(yù)知風(fēng)險(xiǎn),提前做好應(yīng)對(duì)準(zhǔn)備,才能守護(hù)橋梁的安全。未老先衰交織
部分橋梁“未老先衰”等中長(zhǎng)期風(fēng)險(xiǎn)交織疊加,存在復(fù)雜周期性問(wèn)題,迫切需要系統(tǒng)性解決;部分橋梁處于超負(fù)荷、老化和腐蝕等狀態(tài),在自然災(zāi)害疊加影響下,橋梁易損性將愈來(lái)愈大。
數(shù)量龐大且風(fēng)險(xiǎn)難以識(shí)別2018年末全國(guó)僅公路和鐵路橋梁就達(dá)105萬(wàn)座,公路橋梁以年均新增2.57萬(wàn)座的速度高速發(fā)展,同時(shí)城市快速發(fā)展與人口聚集,城市安全運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)陡增,具有隱蔽性、復(fù)雜性、脆弱性、信息封閉性等特點(diǎn)。
危病老舊增多易損性劇增
部分橋梁即將達(dá)到設(shè)計(jì)使用年限、橋梁養(yǎng)護(hù)高峰期即將集中到來(lái),存在危病橋梁多、老舊橋梁多、低荷載橋梁多等問(wèn)題,相當(dāng)數(shù)量已處于超負(fù)荷、老化和腐蝕等狀態(tài),在自然災(zāi)害疊加影響下,橋梁易損性將愈來(lái)愈大。
人工巡檢難于適應(yīng)高速發(fā)展
依賴人工周期性巡檢,主觀性強(qiáng)難于量化,要素少缺乏整體性,影響正常交通運(yùn)行,花費(fèi)周期長(zhǎng),實(shí)時(shí)性差,諸多檢查盲點(diǎn)難點(diǎn),如何將安全隱患消滅于萌芽,降低巡檢成本,以提高城市安全綜合管理水平成為普遍難題。結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)助力安全運(yùn)營(yíng)
目前信息技術(shù)不斷發(fā)展,橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為橋梁巡查養(yǎng)護(hù)工作提供了全新方案。橋梁監(jiān)測(cè)主要是對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)定參數(shù)進(jìn)行連續(xù)、自動(dòng)測(cè)量和記錄,獲取橋梁環(huán)境、作用、結(jié)構(gòu)響應(yīng)與結(jié)構(gòu)變化定量數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超限報(bào)警,定期評(píng)估結(jié)構(gòu)安全狀況。通過(guò)監(jiān)測(cè)可以實(shí)時(shí)掌握橋梁的結(jié)構(gòu)變化趨勢(shì),及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能存在的安全隱患并進(jìn)行維護(hù)處理,保障橋梁的安全運(yùn)營(yíng)。▲橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)架構(gòu)圖橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)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),以布置在橋區(qū)范圍內(nèi)的各類智能監(jiān)測(cè)終端,獲取代表結(jié)構(gòu)響應(yīng)(含局部損傷)、構(gòu)件狀況與環(huán)境參數(shù)等特征信息,經(jīng)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。▲橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)拓?fù)鋱D橋梁監(jiān)測(cè)解決方案場(chǎng)景通過(guò)IOC城市運(yùn)營(yíng)中心輕松地調(diào)用橋梁與周邊環(huán)境的海量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),可視化掌握橋梁實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況、病害程度和交通通行情況等,全面系統(tǒng)地掌握橋梁結(jié)構(gòu)的健康狀態(tài),進(jìn)行及時(shí)和恰當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)與維修,延長(zhǎng)橋梁使用壽命。
多維監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)
支持十多項(xiàng)結(jié)構(gòu)健康、時(shí)間空間、視頻畫(huà)面、環(huán)境和荷載等實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),結(jié)合AIoT開(kāi)放平臺(tái)實(shí)時(shí)解算撓度、索力、裂縫、伸縮縫、車輛荷載和船撞報(bào)警。
結(jié)構(gòu)健康預(yù)警
監(jiān)測(cè)橋梁的環(huán)境、荷載、主梁及拱肋關(guān)鍵截面的應(yīng)變和變形及振動(dòng),橋面線形等,對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)力狀態(tài)改變及損傷進(jìn)行評(píng)估,在遭受突發(fā)性荷載、嚴(yán)重超載、船撞、損傷,危及結(jié)構(gòu)安全性時(shí)及時(shí)報(bào)警。
橋梁健康評(píng)估
基于對(duì)橋梁的結(jié)構(gòu)缺損狀況、荷載承重和橋面交通適應(yīng)性等方面,考慮交通量等條件變化進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),通過(guò)對(duì)橋梁現(xiàn)狀評(píng)定,以確定橋梁對(duì)路網(wǎng)的適應(yīng)程度,從而為橋梁的維修改造計(jì)劃提供依據(jù)。