橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)如何自動(dòng)化實(shí)時(shí)感知橋梁健康

截至2022年底，中國(guó)已建成公路橋梁103萬(wàn)余座，其中特大橋8800余座，大橋近16萬(wàn)座。隨著橋梁服役年限的增長(zhǎng)，服役環(huán)境的惡化，維護(hù)在役橋梁的結(jié)構(gòu)耐久性、安全性，保障和延長(zhǎng)橋梁服役壽命，提升其防災(zāi)能力和結(jié)構(gòu)韌性成為當(dāng)前橋梁工程師面臨的主要問(wèn)題之一。

對(duì)橋梁服役期性能的監(jiān)測(cè)和檢測(cè)，并制定科學(xué)的評(píng)估和養(yǎng)護(hù)決策，成為當(dāng)前世界范圍內(nèi)的研究熱點(diǎn)之一。為保障橋梁的結(jié)構(gòu)安全，將橋梁監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用于橋梁的全生命周期過(guò)程中，橋梁健康監(jiān)測(cè)成為大型橋梁運(yùn)營(yíng)維護(hù)的重要技術(shù)手段。

按交通運(yùn)輸部《關(guān)于進(jìn)一步提升公路橋梁安全耐久水平的意見(jiàn)》交公路發(fā)〔2020〕127號(hào)規(guī)定：“2025年底前實(shí)現(xiàn)跨江跨海跨峽谷等特殊橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)全面覆蓋。到2035年，公路橋梁建設(shè)養(yǎng)護(hù)管理水平進(jìn)入世界前列。”

WITBEE?萬(wàn)賓?智慧橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)自研的形式把河湖水位監(jiān)測(cè)儀、智能結(jié)構(gòu)診斷器、河湖流速監(jiān)測(cè)儀、邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)等相關(guān)產(chǎn)品組成一整套橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)橋梁的位移、加速度、沉降、震動(dòng)、傾斜等監(jiān)測(cè)指標(biāo)，通過(guò)4/5G、無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)快速安裝并獨(dú)立地對(duì)各采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行分批預(yù)處理，并與智能科技結(jié)合后可實(shí)現(xiàn)通信鏈路的自我監(jiān)控、自適應(yīng)測(cè)量調(diào)度等活動(dòng)。由現(xiàn)代數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)合環(huán)境參數(shù)傳感器和力學(xué)特性傳感器，并搭配無(wú)損檢測(cè)儀等綜合設(shè)備群集成的混合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可大幅提高整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性。

橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的主要作用包括以下幾個(gè)方面：

1. 監(jiān)測(cè)橋梁結(jié)構(gòu)安全：橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以對(duì)橋梁的振動(dòng)、位移、傾斜、裂縫等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。通過(guò)收集和分析這些數(shù)據(jù)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)的異常變化，如橋面下沉等現(xiàn)象，從而預(yù)防性地維護(hù)和修復(fù)橋梁，確保橋梁的安全使用。

2. 評(píng)估橋梁性能狀況：橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以評(píng)估橋梁的性能狀況，包括結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性等方面。通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析，可以判斷出橋梁在不同負(fù)載條件下的性能表現(xiàn)，為橋梁的維修、改造和升級(jí)提供科學(xué)依據(jù)。

3. 優(yōu)化橋梁管理：橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以為橋梁管理提供全面的數(shù)據(jù)支持。通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析，可以判斷出橋梁的使用狀況、交通流量等基本信息，為橋梁的維護(hù)和管理提供決策支持，優(yōu)化橋梁的管理策略，提高橋梁的使用效率。

4. 預(yù)警自然災(zāi)害：橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還可以預(yù)警自然災(zāi)害，如地震、洪水等。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)橋梁結(jié)構(gòu)和周圍環(huán)境的變化，可以提前發(fā)現(xiàn)潛在的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施，減少災(zāi)害對(duì)橋梁的損害。

通過(guò)構(gòu)建并運(yùn)作橋梁結(jié)構(gòu)安全健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，我們能夠精確且全面地掌握橋梁在運(yùn)營(yíng)期間的環(huán)境參數(shù)和結(jié)構(gòu)響應(yīng)參數(shù)。通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)的深入分析，我們可以對(duì)橋梁的使用狀態(tài)和力學(xué)行為進(jìn)行有效的預(yù)警和初步評(píng)估，從而為橋梁的安全運(yùn)營(yíng)提供堅(jiān)實(shí)的保障。此外，該系統(tǒng)還能夠建立一套全面、系統(tǒng)、自動(dòng)和智能的橋梁整體結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)、分析、預(yù)警和評(píng)估體系，專門用于橋梁的生命線和安全評(píng)估，構(gòu)建一套完善的安全風(fēng)險(xiǎn)防控體系。隨著橋梁結(jié)構(gòu)健康檢測(cè)系統(tǒng)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，結(jié)合科技化、信息化、智能化和標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)監(jiān)測(cè)與研判手段，橋梁的平均服役壽命將得到顯著提升，實(shí)現(xiàn)并不斷完善橋梁健康綜治管理體系和能力的現(xiàn)代化。