橋梁健康監(jiān)測(cè)的基本內(nèi)涵即是通過對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)狀況的監(jiān)控與評(píng)估,為橋梁在特殊氣候、交通條件下或橋梁運(yùn)營(yíng)狀況異常嚴(yán)重時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào),為橋梁的維護(hù)維修和管理決策提供依據(jù)與指導(dǎo)。
橋梁健康監(jiān)測(cè)為橋梁工程中的未知問題和超大跨度橋梁的研究提供了新的契機(jī)。由運(yùn)營(yíng)中的橋梁結(jié)構(gòu)與其環(huán)境所獲得的信息不僅是理論研究和實(shí)驗(yàn)室調(diào)查的補(bǔ)充,還可以提供有關(guān)結(jié)構(gòu)行為和環(huán)境規(guī)律的最真實(shí)是信息。因此,橋梁健康監(jiān)測(cè)不只是傳統(tǒng)橋梁檢測(cè)加結(jié)構(gòu)評(píng)估新技術(shù),而且被賦予了結(jié)構(gòu)監(jiān)控與評(píng)估、設(shè)計(jì)驗(yàn)證和研究與發(fā)展三方面的意義。
橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀調(diào)查分析
在國外,20世紀(jì)80年代以來,在北美、歐洲和亞洲的一些國家和地區(qū),相繼發(fā)生了一些橋梁結(jié)構(gòu)的突然性斷裂性事故,使人們意識(shí)到對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的健康診斷的重要性和迫切性。80年代后期,國外明確提出了橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的新思路和概念,并先后開始在一些重要的大跨度橋梁上建立了結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
例如,丹麥的GreatBeltEast橋(大帶東橋)。這是一座跨徑布置為535m+1624m+535m的水利。為評(píng)估該橋結(jié)構(gòu)整體性、耐久性和可靠性,COWI公司為該橋設(shè)計(jì)了一個(gè)多達(dá)1000個(gè)傳感器的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的內(nèi)容包括主纜、吊桿和索夾的應(yīng)力;橋面箱梁的加速度、應(yīng)力、支撐處的位移;下部結(jié)構(gòu)的腐蝕監(jiān)測(cè)、橋梁的傾角、橋塔規(guī)范應(yīng)變;基礎(chǔ)的土質(zhì)監(jiān)測(cè);氣候監(jiān)測(cè)等。
橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)綜合了現(xiàn)代傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、信號(hào)分析與處理技術(shù)、數(shù)據(jù)管理方法、知識(shí)挖掘、預(yù)測(cè)技術(shù)及橋梁結(jié)構(gòu)分析理論等多個(gè)領(lǐng)域的知識(shí),極大地延拓了橋梁檢測(cè)領(lǐng)域,提高了預(yù)測(cè)評(píng)估的可靠性?;贕PRS網(wǎng)絡(luò)的橋隧結(jié)構(gòu)無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是集現(xiàn)代化傳感技術(shù)、測(cè)試技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),是一個(gè)分布式、網(wǎng)絡(luò)化和全開放的監(jiān)控系統(tǒng)。
由于傳統(tǒng)橋梁養(yǎng)護(hù)管理模式的檢測(cè)方法和手段的局限性,很難適合大規(guī)模橋隧結(jié)構(gòu)評(píng)定的發(fā)展要求。在20世紀(jì)80年代中后期,歐美一些國家首先明確提出了結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)新理念,并先后在一些重要的橋梁安裝健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
隨著改革開放以來經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,國內(nèi)的交通網(wǎng)絡(luò)在不斷的豐富、完善,橋梁建設(shè)迎來了建設(shè)的黃金時(shí)代。橋梁不僅在公路交通運(yùn)輸中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,而且在高鐵架設(shè)過程中具有不可替代的地位。伴隨著橋梁的建造技術(shù)的迅猛發(fā)展,近幾年來國內(nèi)涌現(xiàn)出了許多大型,特大型的橋梁,如湖南矮寨大橋,杭州灣跨海大橋等。
據(jù)中研產(chǎn)業(yè)研究院《2023-2028年中國橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)與投資咨詢報(bào)告》分析:
橋梁是交通基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分,為國家經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展提供重要支持。截至2022年底,我國擁有公路橋梁103.3萬座,總長(zhǎng)約8576萬延米,其中特大橋8816座,總長(zhǎng)約1621萬延米。
長(zhǎng)大橋隧是越湖、過江、跨海通道的主要形式之一,當(dāng)前,江蘇正全力推進(jìn)世界級(jí)過江通道工程建設(shè)。根據(jù)國家發(fā)改委發(fā)布的《長(zhǎng)江干線過江通道布局規(guī)劃(2020—2035)》,到2035年,共規(guī)劃布局長(zhǎng)江干線通道276座,其中江蘇有44座。
近年來,隨著我國大力發(fā)展交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),便捷的交通網(wǎng)線大大降低了物資流通成本,提高了物資流動(dòng)效率,也推動(dòng)了國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。根據(jù)相關(guān)規(guī)劃,國家在“十四五”建設(shè)期間繼續(xù)保持對(duì)交通運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投資力度,這將有效帶動(dòng)包括橋梁建設(shè)工程、施工設(shè)備等各相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。
國內(nèi)的橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)普遍重視硬件系統(tǒng)的建設(shè),許多大跨度橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)配備了數(shù)量眾多、性能良好的傳感器、采集儀、通信設(shè)備和工作站等,這些設(shè)備無疑使監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件性能更加突出。
然而,在需求尚不明確的情況下,一些監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件建設(shè)存在盲目性和隨意性,相當(dāng)一部分硬件設(shè)備并未真正發(fā)揮作用,造成浪費(fèi)。
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