中交路橋科技是從事工程檢測(cè)監(jiān)測(cè)、城市安全監(jiān)測(cè)預(yù)警與評(píng)價(jià)、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團(tuán)企業(yè)。
隨著我國(guó)交通路網(wǎng)越織越密，橋梁數(shù)量的增加也帶來(lái)了一個(gè)現(xiàn)實(shí)難題——不少橋梁正在“變老”。過(guò)去那種靠人工巡檢、依賴(lài)大型設(shè)備的傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方式，已經(jīng)很難做到全天候、全覆蓋的實(shí)時(shí)守護(hù)。好在近年來(lái)各省陸續(xù)出臺(tái)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)橋梁養(yǎng)護(hù)走向一個(gè)更高效、更經(jīng)濟(jì)的新階段——“橋梁輕量化監(jiān)測(cè)”。
說(shuō)白了，橋梁輕量化監(jiān)測(cè)不是什么遙不可及的高深技術(shù)，而是一套量身定制的“體檢系統(tǒng)”。它不再像過(guò)去那樣動(dòng)不動(dòng)就大動(dòng)干戈，而是針對(duì)橋梁最容易出問(wèn)題的部位，布設(shè)一些小而精的設(shè)備——功耗低、安裝方便、功能集成，通過(guò)實(shí)時(shí)獲取關(guān)鍵數(shù)據(jù)，第一時(shí)間發(fā)出預(yù)警，幫助養(yǎng)護(hù)單位在問(wèn)題變嚴(yán)重之前采取行動(dòng)。它的核心思路可以概括為三點(diǎn)：指標(biāo)更精煉、感知更集成、報(bào)警更直觀。目的是做到“事前有監(jiān)測(cè)，事中有預(yù)警，全程有把控”。
在實(shí)際應(yīng)用中，橋梁輕量化監(jiān)測(cè)始終遵循“一橋一策”與針對(duì)性原則，不搞“一刀切”，而是精準(zhǔn)聚焦各類(lèi)高風(fēng)險(xiǎn)橋梁場(chǎng)景。具體而言，主要包括五類(lèi)重點(diǎn)監(jiān)測(cè)對(duì)象：一是技術(shù)狀況欠佳的橋梁，即主要受力構(gòu)件評(píng)定為公路三類(lèi)、四類(lèi)或城市C級(jí)、D級(jí)的橋梁；二是服役年限較長(zhǎng)的橋梁，特指使用超過(guò)25年且已出現(xiàn)明顯病害的橋梁；三是承受高負(fù)荷交通的橋梁，長(zhǎng)期處于重載或交通飽和狀態(tài)；四是處于特殊風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的橋梁，如存在船舶或車(chē)輛撞擊風(fēng)險(xiǎn)、位于地震高烈度區(qū)，或是易受水毀、地面塌陷、滑坡影響的橋梁；五是結(jié)構(gòu)特殊的橋梁，包括獨(dú)柱墩橋梁、曲線匝道橋、多片梁結(jié)構(gòu)體系以及檢修難度較大的橋梁。
精準(zhǔn)定位橋梁關(guān)鍵部位，是輕量化監(jiān)測(cè)發(fā)揮作用的前提。監(jiān)測(cè)范圍主要覆蓋三大核心區(qū)域：上部結(jié)構(gòu)重點(diǎn)監(jiān)測(cè)主梁跨中、1/4跨等受力或變形最大的截面，重點(diǎn)防范落梁、傾覆等風(fēng)險(xiǎn)；下部結(jié)構(gòu)聚焦墩臺(tái)頂支座位置及橋墩本身，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)位移與傾斜情況；關(guān)鍵連接點(diǎn)則重點(diǎn)關(guān)注支座偏位、伸縮縫等影響橋梁整體結(jié)構(gòu)安全的部位，確保各構(gòu)件銜接穩(wěn)定。
至于具體監(jiān)測(cè)什么，那就要看橋梁面臨的風(fēng)險(xiǎn)類(lèi)型了?？梢詮膸讉€(gè)維度入手：一是結(jié)構(gòu)反應(yīng)，比如梁體有沒(méi)有下沉、傾斜、振動(dòng)，掌握它的受力狀態(tài)，防范坍塌風(fēng)險(xiǎn)；二是外部環(huán)境，比如通過(guò)的車(chē)輛多不多、有沒(méi)有極端天氣、地震動(dòng)情況；三是幾何形態(tài)，比如裂縫有沒(méi)有變大、支座有沒(méi)有移位；四是視頻輔助，利用AI攝像頭自動(dòng)抓拍，一旦有異常，能第一時(shí)間看得清清楚楚。
在這些監(jiān)測(cè)任務(wù)的背后，是一批小巧精悍的硬件設(shè)備在支撐。比如集振動(dòng)、傾角、測(cè)溫于一體的多功能傳感器，自帶電源、無(wú)線傳輸，能用上好幾年；還有帶AI識(shí)別能力的攝像頭，能自動(dòng)識(shí)別撞擊或超載；再比如光電撓度儀、北斗沉降監(jiān)測(cè)這些非接觸式測(cè)量設(shè)備，不用復(fù)雜布線就能拿到高精度數(shù)據(jù)。
除了硬件優(yōu)勢(shì)，橋梁輕量化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的核心競(jìng)爭(zhēng)力還體現(xiàn)在其智能化與便捷性上。多種傳感器協(xié)同工作，能夠全面捕捉橋梁結(jié)構(gòu)響應(yīng)與周邊環(huán)境變化，兼具多功能集成、智能化處理、無(wú)線傳輸?shù)忍攸c(diǎn)。更值得一提的是，現(xiàn)代輕量化監(jiān)測(cè)設(shè)備普遍具備邊緣計(jì)算能力，以視覺(jué)形變儀為例，它可直接在前端完成數(shù)據(jù)處理并輸出結(jié)果，無(wú)需依賴(lài)后端服務(wù)器，前端處理效率大幅提升。同時(shí)，系統(tǒng)可根據(jù)不同區(qū)域的信號(hào)覆蓋情況，靈活采用4G、LoRa組網(wǎng)或北斗通信等無(wú)線傳輸技術(shù)，確保數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定、高效。
為什么輕量化監(jiān)測(cè)現(xiàn)在被頻頻提起？一個(gè)很重要的背景是，我國(guó)公路橋梁中，中小跨徑的占了絕大多數(shù)，而且未來(lái)十年，服役超過(guò)30年的橋梁比例將突破60%。這種情況下，如果每一座橋都用傳統(tǒng)方式進(jìn)行高密度監(jiān)測(cè)，成本根本無(wú)法承受。而輕量化方案的出現(xiàn)，恰恰提供了一種“普惠式”的可能——設(shè)備體積小、安裝快、系統(tǒng)集成度高、維護(hù)周期長(zhǎng)、造價(jià)相對(duì)親民，讓政府用有限的預(yù)算，盡可能覆蓋更多的橋梁。
說(shuō)到底，橋梁輕量化監(jiān)測(cè)的魅力就在于三個(gè)字：輕、快、準(zhǔn)。為廣大中小橋梁及各類(lèi)高風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)景橋梁，提供了高性?xún)r(jià)比的安全防護(hù)解決方案。通過(guò)這套系統(tǒng)的規(guī)范化運(yùn)行，我們也許無(wú)法阻止橋梁老化，但能更及時(shí)地感知它的每一個(gè)暗語(yǔ)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患，守護(hù)我們的安全。
