桥梁结构的安全隐患遍布于从设计、建造到长期运营的整个生命周期中。这些隐患可能出现在桥梁的任何部位,从肉眼可见的表面到深埋水下的基础。WITBEE®万宾科技®桥梁结构健康监测系统则通过在线化感知,实现了桥梁安全结构的可量化监测,实现了“人巡桥”到“数管桥”的转变。
一、桥梁隐患分为几大类
1.内伤
材料疲劳:就像反复弯折一根铁丝最终会使其断裂一样,桥梁每天都在承受着车辆通行的循环荷载。经过数十年、数百万次的应力循环,钢构件内部可能形成微小裂痕并慢慢扩展,最终可能导致突然断裂。
锈蚀与腐蚀:这是桥梁的“慢性病”。在氧气、水分等作用下,钢材会生锈,导致承载截面变薄、强度降低。而内部的钢筋一旦锈蚀,体积会慢慢变大,从内部撑裂混凝土,影响桥梁的耐久性。
2.外部环境与自然灾害
冲刷:这是导致桥梁倒塌的首要原因之一。快速流动的水流会不断冲刷、侵蚀桥墩和桥台周围的河床泥沙,使原本深埋的基础暴露出来,甚至失去支撑,最终可能导致桥墩倾斜或整体坍塌。
地震与洪水:地震可能导致桥墩倒塌或桥面从支座上脱落。洪水除了造成冲刷,其巨大的侧向压力和携带的漂浮物产生的撞击,也会对桥墩造成严重破坏。
3.不当使用
超载:这是导致桥梁恶性垮塌事故的常见原因。当车辆的重量频繁或严重超过桥梁的设计荷载时,会极大地加速桥梁的结构疲劳和损伤。
维护不当:如果运营期内缺乏科学的检查和维护,小问题也有极大的概率演变成大灾难。比如,未能及时发现并修复裂缝、腐蚀等损伤,是导致许多桥梁事故的关键。
二、实时感知与可量化监测
桥梁结构健康监测系统可以实时覆盖主梁、桥墩、拉索、支座等位置,采集着桥梁的生命体征变化,把无法直接描述或判断的结构状态,转化为可测量、、可比较的数值指标。这其中便包括:应力、应变、位移、形变、振动、加速度、温度、湿度、风速、风向、河流流速、河流水位等。
这些原始数据会实时传输到系统平台,并经过AI算法等进行分析与判断,实现桥梁结构状态的智能评估。当结构数据被确认存在异常波动时,系统会及时发出警报,让管理员能立刻看到桥梁结构的具体变化情况、具体位置等,实现安全隐患精准溯源。
桥梁可量化监测的意义在于将结构状态从主观判断转化为可测量、可分析的数据,实现对桥梁安全性的科学评估,促进桥梁管理向数字化、智能化方向发展。