日本鐵路隧道橋梁監(jiān)測維護技術(shù)動向
更新時間：2021-04-10 17:51
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日本全國鐵路橋梁總數(shù)超過10萬座，隧道超過4700座，平均使用年限均超過60年，其中不少隧道壽命已經(jīng)超過了100年。與平均使用年限僅30年的公路交通設(shè)施相比，鐵路基礎(chǔ)設(shè)施的維修任務(wù)更加繁重。為了提高鐵路設(shè)施維修管理的效率，日本鐵路采取有計劃的檢查與診斷，制定科學合理的維修施工對策，并積極開展監(jiān)測維護相關(guān)技術(shù)的研發(fā)，下面就讓小編帶大家去了解一下吧！
日本鐵路設(shè)施維修現(xiàn)狀
日本鐵路設(shè)施的維修一般分為“事后維修”與“預防維修”兩種策略。
從上世紀七十年代開始，日本國鐵系統(tǒng)就積極開展預防維修工作，對鐵路設(shè)施開展定期檢查，針對具體情況制定維修計劃。2007年，日本國土交通省制定了《鐵道構(gòu)造物維修管理標準》，確定了標準流程：先制定好維修管理計劃，然后按照計劃對所有鐵路設(shè)施進行定期全面檢查（每兩年進行一次）；針對突出的結(jié)構(gòu)變形等問題，進行個別詳細檢查，實行健全度評價，制定重點維修措施。
目前，在全面整體檢查的調(diào)查階段，基本還是靠目視與檢查錘敲打聽音的方法，導致檢查效率不高，難以做定量化檢查，不易記錄且檢查結(jié)果因人而異。在個別重點檢查階段，雖然可以采用傾斜、裂縫、變形、加速度等各種傳感器進行測量，但進行長期自動監(jiān)測的實例仍不多見，對檢查結(jié)果的判斷解讀，也主要依靠熟練者的經(jīng)驗。
隧道病害自動監(jiān)測系統(tǒng)
為了提高隧道監(jiān)測和檢查工作的效率，實現(xiàn)隧道狀態(tài)監(jiān)測自動化，日本正在研發(fā)一套基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的隧道病害自動監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)檢測設(shè)備主要包括地內(nèi)變形儀、激光內(nèi)空變形儀、裂縫寬度測量儀、無線數(shù)據(jù)中繼器、檢測數(shù)據(jù)集中服務(wù)器等，由于采用無線傳輸網(wǎng)絡(luò)和低耗能無線傳感器，現(xiàn)場沒有復雜的配線，系統(tǒng)能夠及時傳輸隧道襯砌層健康狀態(tài)數(shù)據(jù)，并且可以長期進行隧道的遠程自動監(jiān)測。
➤地內(nèi)變形儀，能夠精確測量出隧道變形點的相對變形數(shù)量，準確把握隧道中變形點的分布規(guī)律。
➤ 激光內(nèi)空變形儀，通過測定激光從發(fā)射到反射回來的時間來測定距離，或者直接測定脈沖波在儀器與目標之間往返的延遲時間，從而求得隧道內(nèi)壁空洞大小的電磁波測量儀。由于測量數(shù)據(jù)時，會受到環(huán)境的干擾而出現(xiàn)誤差，一般需要多次測量并在數(shù)據(jù)處理時進行平均計算，以便減少誤差，提高精度。
➤裂縫寬度測量儀，是一種采用π型形變儀的高靈敏度裂縫測量儀器，能夠針對±5毫米的形變，或者5000微米的裂縫，進行精確測量。
其他措施
除了研發(fā)隧道病害自動監(jiān)測系統(tǒng)以外，日本還在開發(fā)一種隧道狀況客觀評價系統(tǒng)，可以提高隧道健康狀況全面檢查的效率，抑制安全評估過度謹慎的傾向。
該系統(tǒng)可以在目視檢查時，采集隧道內(nèi)壁健康情況的影像、圖像信息，然后利用圖像及視頻影像處理技術(shù)，生成隧道內(nèi)部狀況的虛擬三維影像、圖像庫。在隨后需要進行全面檢查時，有關(guān)人員或?qū)＜也槐亟?jīng)常親臨現(xiàn)場，只要面對逼真的隧道虛擬3D影像、圖像庫，就能夠?qū)ζ浣】登闆r進行細致檢查和客觀評估。
