物联网传感器在桥梁健康安全监测中的作用应得到重视
- 2019/10/12 8:54:47 18304
- 来源：传感器专家网
其实，大桥坍塌的事故已不是次发生。就在10天前的10月1日，中国台湾省宜兰县有着21年桥龄的南方澳跨港大桥突然坍塌，造成6人死亡、多人受伤。那么，针对大桥倒塌事故频发，我们能做些什么呢？
随着桥梁建设和交通系统的日趋完善，桥梁也从大规模建设向桥梁监测评估管理过度。另外，随着时间的推移，越来越多的桥梁将达到或接近使用寿命，加之常年累月接受车辆重压，导致桥梁发生结构性的损伤，出现老化现象，尤其是大型桥梁，一旦发生坍塌事故将造成难以挽回的损失。因此，对桥梁进行健康安全监测至关重要。那么，我们能否通过物联网传感器技术减少甚至杜绝此类事故的发生呢？
目前，物联网在桥梁监测方面的应用有两个方面，一是预防及应对货车超载，二是实时监测桥梁整体环境。
上海南浦大桥安装的GPS测量站及拉索索力计设备。资料图
应对货车超载
利用GIS与BIM技术、物联网技术、云技术和大数据挖掘等多项功能，能为交通基础设施提供全寿命周期管理与决策支持，其中包括对违规驶上桥梁的超载车辆进行报警。
例如，通过在桥梁上加装传感器设备，对桥梁的震动、位移等方面数据进行实时监测，来确定重车驶上桥时桥梁结构的变化。不同类型的桥梁设置相应的警戒值，超过警戒值就会自动进行报警。比如，通过设置在桥梁塔顶的GPS测量站，可监测并预警桥梁的结构变形程度。相关的实时数据会发送到技术人员的终端，并汇总到智能化运行维护平台，以判断是否有超载车辆。
实时监测桥梁整体环境
随着物联网及智慧城市的不断深入发展，对桥梁的健康安全监测、重要结构部位的养护，都已离不开对传感器的应用。一些可靠、和便宜的新型传感器的开发和应用，有力推动了桥梁健康安全监测的发展。例如，在上海、武汉等多处的桥梁结构件中屡见不鲜。比如压力传感器、位移测量传感器、应变测量传感器、振动测量传感器等，被越来越多的应用到桥梁健康安全监测中。
例如，目前，在南京长江二桥上安装着200多个传感器，它们24小时捕捉着桥梁的所有信息，并发送到数据检测中心进行分析，一旦有异常，便可以提前预警，分析问题原因，再由管养人员进行修理。
其中，传感器会实时传送大桥的环境信息，比如当时桥上的风速、温度、车辆负载等结构信息，比如桥面变形情况、斜拉桥的索力等。一旦捕捉到的数据超过预先设定的数值，系统就会自动报警，然后工作人员根据信息判断，给负责桥梁的管养人员下达指令。
再比如，10月8日上午，武汉杨泗港长江大桥正式通车。这座由中铁大桥局承建的大桥，是世界上跨度大的双层公路悬索桥。为确保该桥运营安全，提高大桥未来的管养水平和效率，桥科院为该桥量身定制了一套长期健康监测系统。
该健康监测系统由自动化监测、人工巡检养护、交通监测、数据存储与管理、安全预警与状态评估、用户界面等六个子系统组成。在设计时充分考虑了杨泗港长江大桥的特点，设置了环境荷载监测、结构响应监测、交通监测三种监测类型，包括风速风向传感器、环境温湿度传感器、车速车轴仪、振动传感器等在内的17个监测项目，共计505个测点，均分布于大桥塔顶、锚碇、桥面等关键位置。
健康监测系统可对一些人工无法到达的隐蔽部位进行监测，同时可实现实时的损伤检测，及时发现桥梁的损伤与性能退化，对大桥使用过程中出现的损伤进行定性、定位和定量分析，实现防患于未然。在突发性事件，例如强烈地震、大风或其它严重事故发生之后，可对桥梁进行安全性能和工作状态评估，还可以利用收集到的特定信息对大桥状态和安全进行评估，给养护管理人员提供辅助决策依据，实施有效的养护、维修与加固工作，进一步节约了维护经费。
经过这次事件，希望有关部门能在查清事故原因的同时，吸取教训，加强对桥梁和过往车辆的监管；同时，我们也应该充分意识到，桥梁运维管理信息化的必要性，也希望在未来的桥梁监测工作中，让现代物联网传感技术得到更加广泛的应用，发挥出更大的作用。
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