桥梁给我们的生产生活带来了非常大的便利,但是一旦桥梁发生坍塌,也会带来很大的损失,最直接的危害就是危害出行者的生命安全,同时给国家造成不可估量的经济损失,并造成恶劣的社会影响。据不完全统计单单2017-2019年三年内我国共发生17起较为严重的桥梁事故,共造成29人死亡,其中发生在运营阶段的有7起,另外据统计目前中国近10万座桥梁存在潜在的危机。桥梁一般使用年限都很长,据2000年建设部出台的关于建筑设计使用年限的《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068,规定我国桥梁设计使用年限是100年至120年。桥梁的长期正常使用,不仅取决于建造质量,后期的管养更是重中之重。 那桥梁健康监测的目的是什么?
(1)提高桥梁管养效率:迅速达成对桥梁状态的评估与分析,及时找出病害源或者桥梁运行中的异常状况,从而为桥梁的管理养护提供指导;借助交通监测,为超限车辆的管控提供辅助,对桥梁结构的损伤以及寿命进行预测。
(2)提升桥梁管理科技品质与质量:构建全面且完善的桥梁数字化档案,以此提升桥梁这一交通设施的智能化管理水准。借助相关技术手段,达成随时对桥梁性能与工作状态进行远程管控的目标,同时增强数据监测的精确程度。
(3)加强抗灾应急能力:及时监测并发现突发灾害等特殊事件的发展变化情况,完整记录突发事件的全过程,以方便事后进行评估处理。
(4)推动行业发展:对桥梁健康监测系统展开研究,以此促进物联网、大数据、云计算等先进的信息化技术于桥梁工程里的运用。
在桥梁健康监测的工作中,目前存在着监测无法实现全覆盖的严重问题。就桥梁的结构温度以及应变监测而言,所采用的是点式传感器。这种传感器的工作原理决定了它只能对桥梁特定的点位进行温度和应变的监测。桥梁结构监测工作的复杂性还体现在传感器方面,在整个桥梁结构监测过程中,所用到的传感器种类繁多,多达十几种。而且每个具体的桥梁项目,由于桥梁规模大小、结构复杂程度等因素的不同,使用的传感器数量更是成百上千。这众多的传感器就像一群难以管理的小动物,数量众多且种类杂乱。由于传感器数量庞大且种类复杂,每一个传感器都有可能出现各种各样的问题。现有的桥梁监测平台存在一个关键的不足之处,那就是仅仅展示相关传感器的监测状态。例如,我们可以在监测平台上看到各个传感器所反馈的温度数值、应变数值等简单的监测数据,但这仅仅是数据的原始呈现。监测平台并没有对这些相关的数据进行深入的分析评估。桥梁是一个复杂的结构体,其健康状况是由众多因素共同作用的结果,仅仅看到原始数据并不能准确判断桥梁的健康状态。由于缺乏对监测数据的分析评估,就无法提前预测桥梁可能出现的健康问题。
中交路桥科技打造的桥梁健康监测系统平台,基于数字孪生技术,融合真实环境数据,对桥梁及其监测设备进行高精度1:1三维建模与可视化渲染。该平台构建了包括振动分析模型和结构健康状态模型在内的多维度数字化模型,全面依托物联网体系架构,高效集成各地桥梁监测系统的运维信息。
借助大数据处理技术,桥梁健康监测系统能够对海量历史数据进行清洗、归类、统计与深度分析,并结合深度学习算法,实现对数字模型的持续优化与自我演进。通过驱动模型运算,平台最终以三维立体方式直观呈现桥梁各项业务的预测与分析结果,实现对桥梁结构健康状态的实时评估与预警。
作为一套集成多项前沿技术的综合监测系统,中交路桥科技桥梁健康监测系统旨在对桥梁结构状态进行实时感知与智能判断,及时识别潜在安全隐患,为桥梁运维与管理提供可靠的数据支撑和决策依据。该系统彻底改变了传统“事后维修”的被动维护模式,转而实现“预测性维护”。通过在桥梁关键位置布设多种高性能传感器,犹如为桥梁构建了遍布的“神经感知网络”,实时捕捉位移、沉降、倾斜、振动等多类结构响应指标。一旦数据出现异常,系统即刻触发预警机制,运维人员可依托实时反馈与预警信息,提前采取干预措施,将隐患消除于初期阶段。