萬賓科技城市生命線應(yīng)用場景（結(jié)構(gòu)篇） | 橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)

在現(xiàn)代城市中，橋梁不僅是連接兩岸的紐帶，更是城市生命線的重要組成部分。然而，隨著時間的推移、交通流量的增長以及環(huán)境因素的影響，橋梁面臨著各種各樣的挑戰(zhàn)和風(fēng)險(xiǎn)。隨著“新基建”戰(zhàn)略的深入推進(jìn)，智能化技術(shù)正逐漸成為城市基礎(chǔ)設(shè)施安全管理的關(guān)鍵。特別是在橋梁安全管理領(lǐng)域，城市生命監(jiān)測系統(tǒng)以其先進(jìn)的技術(shù)手段，正為橋梁結(jié)構(gòu)健康提供著全方位的守護(hù)。

一、橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的定義與意義

1、定義

橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(Bridge Structural Health Monitoring, BSHM)是一種通過安裝在橋梁上的各種傳感器，對橋梁的物理狀態(tài)和性能進(jìn)行連續(xù)或定期監(jiān)控的技術(shù)。這一過程涉及采集、處理、分析結(jié)構(gòu)響應(yīng)數(shù)據(jù)，包括但不限于振動頻率、模態(tài)形狀、應(yīng)變、位移、溫度、濕度、裂縫寬度等參數(shù)，以評估橋梁的當(dāng)前健康狀況及預(yù)測其未來的性能。BSHM系統(tǒng)通常由傳感器網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)采集單元、通信模塊、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)組成，共同構(gòu)成一個綜合監(jiān)測平臺。

2、意義

安全性增強(qiáng)：通過實(shí)時監(jiān)測，可以及時發(fā)現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)的潛在缺陷或損傷，如混凝土開裂、鋼材腐蝕、支座失效等，從而提前采取修復(fù)措施，防止事故的發(fā)生，保障行人和車輛的安全。

延長使用壽命：定期的健康監(jiān)測有助于了解橋梁的服役狀態(tài)，通過科學(xué)的維護(hù)策略，可以有效延長橋梁的使用壽命，減少因結(jié)構(gòu)老化導(dǎo)致的頻繁大修或重建。

優(yōu)化維護(hù)策略：BSHM系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)可以用于構(gòu)建橋梁的健康檔案，基于實(shí)際監(jiān)測結(jié)果制定合理的維護(hù)計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)按需維護(hù)而非定期檢查，節(jié)約維護(hù)成本，提高工作效率。

災(zāi)害預(yù)警：在地震、洪水、臺風(fēng)等自然災(zāi)害發(fā)生時，BSHM系統(tǒng)能夠迅速反應(yīng)，評估橋梁的受損情況，為緊急救援和災(zāi)后重建提供重要信息。

二、橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的關(guān)鍵技術(shù)

1、傳感器技術(shù)：

利用設(shè)置在橋梁關(guān)鍵部位的智能監(jiān)測儀器，如智能結(jié)構(gòu)診斷器、GNSS監(jiān)測一體機(jī)、智能視覺形變儀、多功能氣象站等，實(shí)時監(jiān)測橋梁的位移、沉降、傾斜、加速度、振幅、頻率、索力、溫濕度、動態(tài)平衡和人體舒適度等關(guān)鍵參數(shù)為后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和評估提供原始數(shù)據(jù)。

2、數(shù)據(jù)采集與傳輸技術(shù)：

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)負(fù)責(zé)將傳感器捕捉到的信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息，以便于存儲和分析，通過4G/5G無線傳輸技術(shù)或有線網(wǎng)絡(luò)，將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行目刂葡到y(tǒng)或遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺。

3、數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù)：

對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理、特征提取和模式識別，分析橋梁結(jié)構(gòu)的健康狀況，識別潛在的損傷或異常。

4、結(jié)構(gòu)評估與預(yù)警技術(shù)：

對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，識別橋梁結(jié)構(gòu)的異常和潛在問題，在發(fā)現(xiàn)異常情況時，及時發(fā)出預(yù)警信號，提醒管理人員采取必要的維護(hù)和修復(fù)措施。

城市生命線工程的推進(jìn)為橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)提供了強(qiáng)大的發(fā)展動力。以5G、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算為代表的新一代信息技術(shù)，正推動著橋梁監(jiān)測技術(shù)的革新。實(shí)時監(jiān)測、數(shù)據(jù)傳輸、智能分析等環(huán)節(jié)的效率得到了顯著提升，為橋梁安全提供了更加堅(jiān)實(shí)的保障。