一、什么是桥梁健康监测
桥梁健康监测的基本内涵即是通过对桥梁结构状况的监控与评估,为桥梁在特殊气候、交通条件下或桥梁运营状况异常严重时发出预警信号,为桥梁的维护维修和管理决策提供依据与指导。然而,桥梁结构健康监测不仅是为了结构状态监控和评估,其信息反馈于结构设计的更深远的意义在于,结构设计方法与相应的规范标准等可能得到改进。再有就是桥梁健康监测带来的不仅仅是监测系统和对某特定桥梁设计的反思,还可能并应该成为桥梁研究的“现场实验室”。桥梁健康监测为桥梁工程中的未知问题和超大跨度桥梁的研究提供了新的契机。由运营中的桥梁结构与其环境所获得的信息不仅是理论研究和实验室调查的补充,还可以提供有关结构行为和环境规律的最真实是信息。因此,桥梁健康监测不只是传统桥梁检测加结构评估新技术,而且被赋予了结构监控与评估、设计验证和研究与发展三方面的意义。
二、为什么需要桥梁健康监测
1、规范明确要求
在《建筑与桥梁结构监测技术规范》GB 50982-2014条款中提到:
7.1.2条:对特别重要的特大桥,应进行使用期间监测;
7.1.3条:满足下列条件之一时,桥梁结构宜进行使用期间监测:
1.主跨跨径大于150m的梁桥;
2.主跨跨径大于300m的斜拉桥;
3.主跨跨径大于500m的悬索桥;
4.主跨跨径大于200m的拱桥;
5.处于复杂环境或结构特殊的其他桥梁结构。
2、桥梁工程管理需要
随着公路基础设施规模的急速增长,以人工巡查和定期检查为主的传统公路检修养护技术手段已逐渐不能适应现代化公路的运营管理要求,主要体现在以下局限和不足:
1.前期准备工作繁复,检查周期长,影响正常交通运行,效率低;
2.有诸多检测盲点,结构内部以及某些局部构件受条件所限无法进行检测或近距离观测;
3.主观性强、整体性差、难以量化,检查和评估结果取决于检查人员的专业知识水平和检测经验;
4.检查间隔时间长,每两次检测的中间时间无法掌握桥梁状况,对突发安全事故无提前预警和应急机制;
5.花费大量人力、物力,特别是后期检测和养护成本偏高。
近年来,随着政府和行业主管部门对“智慧城市”、“智慧交通”等技术的政策倡导和资金投入,物联网、云技术和大数据等新技术投入实用,对公路基础设施进行现代化监测管理的需求越来越迫切。健康监测系统通过实时连续方式获取桥梁结构关键部位的状况信息,采用自动评估系统在线进行分析和评价,并与人工检查方式相结合,及时发现桥梁病害隐患,通过短信、鸣叫等方式向管理人员发出预警,提早采取处治措施,有效预防倒塌等灾难性事故,保障桥梁运营安全。桥梁健康监测系统在桥梁管养工作中的现实意义体现在以下几个方面:
1.完善安全预警机制,辅助桥梁日常管理
当桥梁在特殊气候、交通条件下监测结果超出预警值时发出预警信号,管养单位及时采取应对措施,第一时间做好应急抢险准备,防止发生进一步的结构破坏和交通安全事故。
2.及早发现桥梁病患,并为桥梁病患原因分析、选择合理的处治措施提供基础数据和必要的技术分析依据。
3.验证设计,减小设计理论不足给桥梁管养工作带来的不确定性,并为验证相关理论甚至形成新的设计理论提供最真实的基础数据资料。
4.桥梁健康监测系统可用于突发事件(车、船撞击)、灾害事件(山体崩塌、滑坡、泥石流、地震等地质灾害,洪水、暴雪等气象灾害)发生后的快速结构安全状态评估,从而为尽早开放交通创造条件,减小事件对交通的影响。
5.通过结构安全监测系统及时评价桥梁的工作性能,确保桥梁安全运营,延长桥梁的使用寿命。
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