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近年來(lái)，交通運(yùn)輸作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要功臣之一，得到了快速的發(fā)展。而橋梁作為連接交通線路起到了巨大的作用。
橋梁作為公共交通的重要載體，對(duì)區(qū)域交通的通暢運(yùn)行、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到至關(guān)重要的作用。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛躍式發(fā)展，橋梁交通流量快速提升，橋梁安全危害影響加劇。橋梁因?yàn)閻毫邮褂铆h(huán)境、荷載作用、年限過(guò)長(zhǎng)等因素導(dǎo)致橋梁損傷，產(chǎn)生病害，威脅橋梁安全，引起橋梁事故。
近幾年來(lái)，橋梁安全事故屢有發(fā)生，社會(huì)影響巨大，人民生命安全危害后果嚴(yán)重。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?？鐛{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。”
為了實(shí)現(xiàn)各階段橋梁生命線狀態(tài)的可知性、可測(cè)性，及時(shí)了解、掌握橋梁的健康動(dòng)態(tài)與安全狀態(tài)，驗(yàn)證設(shè)計(jì)理論并指導(dǎo)后續(xù)同類型橋梁的設(shè)計(jì)，對(duì)其建立一個(gè)科學(xué)的運(yùn)營(yíng)期健康與安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)顯得尤為重要。
以前的橋梁安全性檢查方法，主要是技術(shù)人員到橋梁、道路現(xiàn)場(chǎng)定期檢查，工作效率低，且目前公路橋梁管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集基本上以人工采集為主，需要肉眼觀察橋梁各部分情況，再加以人工記錄錄入，準(zhǔn)確性較差。而且由于橋梁的數(shù)量巨大，檢查方法無(wú)法對(duì)所有橋梁進(jìn)行有效的評(píng)估，時(shí)常遺漏一些危橋的重要信息，從而造成一些本可以規(guī)避的風(fēng)險(xiǎn)。
隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、智慧城市的不斷深入發(fā)展，對(duì)橋梁的健康安全監(jiān)測(cè)、重要結(jié)構(gòu)部位的養(yǎng)護(hù)，都已離不開對(duì)傳感器的應(yīng)用。一些可靠、精確和便宜的新型傳感器的開發(fā)和應(yīng)用(如壓力傳感器、位移測(cè)量傳感器、應(yīng)變測(cè)量傳感器、振動(dòng)測(cè)量傳感器等)，有力推動(dòng)了橋梁健康安全監(jiān)測(cè)智慧化的發(fā)展。
今年7月，由無(wú)錫市市政和園林局、東南大學(xué)合作申報(bào)的《城市橋梁數(shù)字孿生監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》獲江蘇省住建廳批準(zhǔn)立項(xiàng)，標(biāo)志著與該項(xiàng)目同步編制的省標(biāo)準(zhǔn)正式落地，金匱大橋數(shù)字孿生監(jiān)測(cè)正是全省首個(gè)試點(diǎn)。
金匱大橋上將安裝上120個(gè)左右不同類別的傳感器，實(shí)現(xiàn)全方位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。安裝的傳感器包括溫濕度傳感器、傾角傳感器、裂縫計(jì)、靜力水準(zhǔn)儀、超聲波流量計(jì)等，利用這些傳感器可獲得橋梁運(yùn)行中位移、振動(dòng)、應(yīng)力、荷載等全維度數(shù)據(jù)。
據(jù)悉，作為“物聯(lián)網(wǎng)之都”的無(wú)錫，橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)開發(fā)較早，蓉湖大橋、開源大橋和蠡湖大橋等橋梁都已安裝上傳感器，可實(shí)時(shí)更新每座橋梁的基本信息、病害情況及養(yǎng)護(hù)記錄等。
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)橋梁建設(shè)迎來(lái)了前所未有的發(fā)展高峰，為經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供了有力的交通運(yùn)輸保障。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2017年全國(guó)橋梁總數(shù)突破了100萬(wàn)座，包括高鐵橋梁，城市大型立交橋等。
現(xiàn)代化的橋梁安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)用多種現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)手段，通過(guò)傳感技術(shù)、通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。再對(duì)各種類型橋梁的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行深層次的分析，在橋梁安全狀況出現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)發(fā)出預(yù)警，預(yù)防橋梁出現(xiàn)安全事故，確保橋梁正常運(yùn)營(yíng)。
隨著中國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的一日千里，對(duì)橋梁、軌道等工程健康監(jiān)測(cè)日益受到關(guān)注。通過(guò)在橋上安裝各種傳感器，采集應(yīng)力、位移、加速度等數(shù)據(jù)，可以排除人工操作的不穩(wěn)定性。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，這至少是一個(gè)每年數(shù)千億元的產(chǎn)業(yè)，如果將該模式拓展到軌道、涵洞等領(lǐng)域，將會(huì)是個(gè)萬(wàn)億元的行業(yè)。
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