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桥梁检测公司分析不同桥梁检测方式需要讲讲性价比
更新时间:2021-04-10 17:51
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桥梁检测也好,桥梁结构健康监测系统也罢,都是为了发现桥梁病害,使得桥梁能够得到及时的修理,避免发生垮塌事故。更为主动一点是获取桥梁抗力和荷载信息,以做出较为科学合理的维修策略。对此我们有几个基本认知如下:
(1)桥梁检测是为了发现病害,从长期管理角度是用检测的数据更新抗力退化模型,也就是通过检测,更好地发现桥梁退化规律。
 
图1 桥梁退化示意图
(2)通过对桥梁退化规律的认知,目的是做出较好的维修策略,从而既能够保障桥梁安全性使用性,且能够节约维修成本支出。
 
图2 通过桥梁维修保证安全性示意图
(3)能够保障桥梁安全以及长期服务能力,必须依赖日常维护和定期维修。就如同大夫给人看病,病诊断得再精确,如果没有治疗,啥疾病也去不了。2019年9月底无锡塌桥事故一出,好多公司纷纷发文说,要是桥梁上安装传感器,就能够避免塌桥事故了,这是不负责任的说法。任何检测手段都不能保障桥梁安全,只有动真格的修理能够做到,而检测是获取信息的手段,目的是(A)及时发现病害(B)做出更好的维修策略。数据如果不用于决策,都是白扯淡的东西,再“大”也无用。
最近笔者听说某个城市,要在城市内100座桥梁上安装结构健康监测系统,总预算约1亿元,平均到每座桥梁预算100万。该城市经济发达,财政收入高,有钱办大事,这倒也无可厚非。只是我们觉得,各种桥梁检测手段,都是有不同成本结构的,获得的信息能用于决策的效果也有所差别,做出投入决策之前需要考虑考虑性价比。

图3 不同桥梁检测手段性能对比示意图
如果从(检测精度和检测的实时性)两个维度看,获得桥梁养护管理信息有三种手段:(A)桥梁人工检测,实时性差(2-3年一次),但是发现病害的精度高;(B)桥梁结构健康监测系统,实时性高,但是发现桥梁病害的精度略差;(C)快速检测技术,精度和实时性介于上面两者之间。
定性(没有数学模型支撑)地来看,桥梁人工检测性价比最高,可以说目前桥梁养护有效数据的90%以上是靠养护规范规定的人工检测来获取的,桥梁健康监测系统性价比较低,桥梁快速检测大多应用新开发的检测设备,是蓬勃发展的领域,随着新型检测设备的规模化生产后价格会降低从而性价比会有很大的提升空间。甚至,有些快速检测设备有可能通过养护规范进入必选检测手段。
 
图4 检测手段的等效用曲线

借用经济学效用曲线来定性地说明不同检测手段的性价比问题。假设图4为人工检测和桥梁监测系统两种手段的等效用曲线示意图。等效用曲线就是两种检测手段不同使用量的组合,从而实现的效果是相同的,U1曲线上的每个点在SHMS和INSPECTION上支出比例是不同的,但是实现的效果相同。U3、U2和U1代表不同的效用曲线,假设U3>U2>U1。直线AB是资源约束曲线,也就是目前可获得预算花费在桥梁检测和桥梁监测系统上不同量的组合。从几何上求解,效用曲线与资源约束曲线的切点E(红色)为两种手段的最优分配点,效用U2。但是,上面提到的城市,花费10000万在100座桥梁上安装监测系统的决策可能相当于选择了红色的a点,效用为U1,U1<U2。
我们不是反对桥梁健康监测系统的上马,如果我们的推测是靠谱的,而是建议业主可以通过缩减桥梁监测系统一些预算而布局到快速检测技术和人工定期检测上,可能检测费用使用效率会有较大幅度提高。我们在2019年在给不同几个地区业主提供咨询意见的时候,大多数秉持了这个分析理念,适当降低些初始的监测系统预算,往快速检测技术上略有布局,可能检测效益更高。
举两个亲身经历的案例。
案例1:2007年某城市拟在五座桥梁(四座连续梁桥和一座钢管混凝土拱桥)上安装桥梁监测系统,财政局批复预算3500万。在专家评审环节,监测系统技术方案编制单位把桥梁监测系统的功效有些过于夸大,定论是定期检测统统可以不要了,那个东西太土气,不够高大上。与会专家都是长期从事桥梁检测业务的,提出了疑问,在本省之前从来没有一座桥梁安装了监测系统,难道不是依赖桥梁人工检测来查验桥梁病害情况吗?专家组经过合议,建议取消四座连续梁桥,只保留拱桥做结构健康监测系统,预算折减3000万元,剩余500万元。现在来评估,该专家组的建议还是比较理性的,尤其是对于一个经济不发达地区的城市,3000万还是一笔不小的钱。
案例2: 2018年某公路局在8座桥梁安装了桥梁监测系统,预算600万元,算是第一批此类项目试点,如果做得好还可增加安装的桥梁数量。2019年论证第二批桥梁监测系统是否上马的时候,业主负责人提出了一个非常现实的问题,用600万布局到桥梁定期检测和详细检测上,效果与监测系统比较哪个会更好些?其实这位桥梁业主单位负责人其实也是在考虑上面图4模型所体现的决策思维。
笔者还想推荐一种比较少见的检测手段。建议每次桥梁检测,除了开展正常的现场检测和报告整理工作之外,让经验丰富的桥梁检测专家或桥梁设计类专家,把每一座桥梁或者病害严重的桥梁都跑一边,这种现场给专家形成的判定,要远远好于仅仅通过阅读检测报告形成的判定,而且成本真的不高。
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