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为什么要安装桥梁健康监测预警系统
发表时间:2025-08-27 15:04:52

桥梁,作为连接两地、跨越障碍的交通枢纽,是现代社会经济发展不可或缺的。然而,桥梁在长期适用过程中,会不可避免地受到环境侵蚀、材料老化、荷载疲劳乃至突发灾害(如地震、洪水、船舶撞击)的影响,其结构健康状态直接关系到人民生命财产安全和交通网络的畅通。桥梁健康监测预警系统正是在这一背景下应运而生,它稳稳的守护桥梁安全运行。

 桥梁监测图.jpg

什么是桥梁健康监测系统,桥梁健康监测系统实现了由单一系统到云平台集成的转变,采用BIM+数据可视化技术建立了大桥多维场景可视化模型,健康监测系统与BIM结合,数据采集延时由原来的分钟级提高到秒级,用户软件采用B/S+APP,可随时随地访问系统,实现原始数据追溯、对比分析、相关性分析、概率分布分析、频谱分析、疲劳分析、自动统计报表、健康度评估、设备自诊断等多项功能,同时通过短信、APP、微信推送等多种方式实现大桥安全及系统运行异常实时报警。

 

一、核心意义

 

1. 安全保障,防患于未然

通过布设在桥体关键部位的各种传感器(如应力、位移、振动、倾角传感器等),系统能够7×24小时不间断地采集桥梁的数据。通过对数据的实时分析与处理,系统可以在结构出现异常变形、承载力下降或发生损伤的初期就发出预警,可以及时为管理部门的排查、维修和交通管制决策提供科学依据,从而极大降低 (灾难性失效)的风险。

 

2. 科学管养,降本增效

传统的桥梁检测主要依赖人工定期巡检,不仅工作量大、周期长,而且主观性强,难以发现内部和微小的损伤。健康监测系统实现了从“被动定期检查”到“主动实时监测”的转变。它能精准评估桥梁的实际状态,预测性能退化趋势,使养护管理从“经验驱动”变为“数据驱动”。管理者也可以根据这些数据制定更加科学、经济的养护策略,在必要的时候及时进行干预,也同时避免了过度维修造成的浪费,显著提高了养护资金的利用效率,延长了桥梁的使用寿命。

 

3. 积累数据,赋能未来设计

系统长期采集的海量数据是一座宝贵的资料。这些真实、全面的荷载响应和环境作用数据,为桥梁工程领域的科学研究提供了前所未有的支持。工程师们可以借此验证和修正现有的设计理论、荷载模型和本构关系,从而设计出更安全、更经济、更耐久的下一代桥梁。

 

4. 突发事件下的应急评估

当桥梁遭遇地震、强风、船舶撞击或超重车辆等突发事件时,系统能够快速记录下结构的响应过程。管理人员可以立即调取数据,评估事件对桥梁造成的实际影响和损伤程度,判断其是否具备继续通行的条件,为应急响应和灾后重建提供第一手的关键决策支持。

 

二、真实案例警示

 

反面案例:忽视预警的惨痛教训——美国佛罗里达州 Surfside 公寓坍塌(结构安全警示通用案例)

虽然这不是桥梁案例,但其对结构健康监测的警示意义完全相通。2021年6月,美国佛罗里达州一栋12层的海滨公寓楼发生瞬间坍塌,造成98人遇难。事后的调查发现,在坍塌前的数年里,该建筑的结构损坏报告早已“层出不穷”,有工程师的评估报告明确指出了其存在“重大结构性损坏”,且正在加速恶化。然而,由于缺乏一个强制、实时、连续的监测预警系统,这些离散的、周期性的警告未能汇聚成足够及时的警报,最终导致了悲剧的发生。这个案例深刻揭示了,对结构健康状况的间歇性忽视与对连续监测的缺失,带来的巨大代价是不能承担的。

 

正面案例:监测系统的成功实践

 

1. 中国港珠澳大桥:超级工程的“智慧大脑”

作为世界上最长的跨海大桥,港珠澳大桥在建设之初就集成了一套极其先进的结构健康监测系统。全桥安装了数以万计的传感器,对桥梁的索力、位移、振动、应力以及所处海洋环境(风、浪、流)等进行全方位监控。这套系统不仅能在台风、地震等极端条件下评估大桥安全性,还能实时监测大桥车流、荷载状况,确保这条重要交通走廊的运营安全,大大降低了事故风险,是现代化超级工程运维管理的典范。

 

2. 虎门大桥涡振事件:预警系统的及时响应

2020年5月,广东虎门大桥桥面发生异常涡振(涡激振动),大桥及时封闭。有效避免了更大的损失,这其中就是桥梁的健康监测系统发挥了至关重要的作用。相关技术人员通过调取系统记录的振动数据,迅速分析了振动的幅度、频率和成因,为专家组判断结构安全性和制定抑振措施提供了核心数据支撑。最终确认主体结构未受损,并在短时间内采取了有效措施消除了振动,恢复了通车。这次事件充分体现了健康监测系统在应对突发异常状况时的“定海神针”作用。

 

桥梁健康监测预警系统是很有必要的,是保障关键基础设施安全运行的必需品,从被动应对转向主动保障。随着物联网、大数据、人工智能技术的不断发展,未来的监测系统将更加智能,能够实现更深层次的损伤识别、更精准的寿命预测和更自主的决策支持。持续推广和深化这类系统的应用,对于构建韧性城市、守护公共安全具有不可估量的战略意义。