7月是國省幹線公路橋梁、隧道養(yǎng)護的重要時期,相比(bǐ)傳統的人工檢測、養護方式,物聯網設備和技術(shù)因其智能高效、安全性(xìng)高、數據可追溯等(děng)優(yōu)勢,在橋隧的日(rì)常養護中被大量應用。
物聯網技術實現了物與物、人與物的互聯互通,工作人員(yuán)可以(yǐ)通過網絡終端設備實時監控橋隧,獲取(qǔ)異常信(xìn)息(xī),及時上報和(hé)處理,使養護更加信息化、智能(néng)化、集約(yuē)化。
本文集中(zhōng)展示福建、江蘇等省(shěng)幹線公路橋隧管養中使用的較為前沿的養護技術,報道其在日常養護中發揮的實際作用(yòng),以供參考。
福建:上天入地立體(tǐ)監(jiān)控
特約記者 陳妍潔 通訊員 羅文(wén)華
近日,在福建省南平武夷山市上埔(pǔ)大橋上,伴隨著轟鳴聲,一架白色小(xiǎo)型無人機正在對大橋進行“體檢”。無人機時而盤旋爬升,時而在空中懸停,圍繞上埔大橋進行“全景”拍攝。利用無人機懸掛的高分辨率攝像頭,檢測人員隻用半個小時就完(wán)成了大橋的檢測工作,支座缺失、變形,底部病害(hài)等情況在鏡頭前暴露無遺。
南平水網密布,橋梁尤(yóu)其是大跨徑橋梁多。這些公路橋梁大部分建於上世紀七(qī)八十年代,以雙曲拱、剛架拱等輕型結構橋(qiáo)梁為主。隨著近(jìn)年(nián)來車流(liú)量的增大,橋梁病害急劇增長,傳統的人工檢測(cè)已經無法滿足現實需要。
南平市公路管(guǎn)理部門以科技創新和信息技(jì)術為(wéi)抓手,利用大數據對橋梁和隧道進(jìn)行“智慧管(guǎn)養”。“大數據+橋隧養(yǎng)護”的新模式(shì),讓南平(píng)掙(zhèng)脫了閩浙群山的束縛,確保了閩北經濟發展(zhǎn)大動脈的(de)通暢運行(háng)。
無人機檢測高淨空橋梁
據南平市公路局直屬(shǔ)分局副局長(zhǎng)孫立陽(yáng)介紹,南(nán)平市國省幹線上共有橋(qiáo)梁449座,其中,高淨空橋梁、涉水橋梁的日常檢查是難點。以往,日常巡查多采用望遠鏡進(jìn)行遠距離觀察,但橋梁支座、橋底情(qíng)況無法全麵觀測。利用無人機進行(háng)飛行檢測之後,不僅使檢測結果更加全麵,而且(qiě)為(wéi)後續的處理帶來(lái)了(le)便利(lì)。
順昌縣金溪大橋是南平公路人運用無人機檢測後(hòu)及時發現橋梁病害並(bìng)迅速處置(zhì)的第一例。當時,南平(píng)市公路局直屬分局橋(qiáo)隧中心在運用無人機檢測時發現,金溪大橋出現了拱肋裂縫、加固(gù)鋼板鏽蝕、混凝土剝(bāo)落等不同程度的病害,尤其是第五跨2號、3號弦杆出現了貫穿性斷裂,被評為四類危橋,已經不能滿足行車條件。根(gēn)據無人機拍攝的高清圖片,南平市公路(lù)局迅速組織相關單(dān)位就金溪大(dà)橋病害進行(háng)了商討,僅3天就確定加固方案,不到兩個月(yuè)就完成危橋處置,確保316國道南平段(duàn)的正常運行(háng)。
實時判斷橋梁健康狀況
今年年初,南平市引進(jìn)橋梁健(jiàn)康(kāng)監測係統,以智能監測代替人工檢測,橋梁有了24小時的健康管家。橋梁健康監測係統通過在橋梁(liáng)設(shè)置傳感器組成局域網絡,實現(xiàn)對(duì)橋梁關鍵部位的溫度、應變(應力)振動(加速度)、縫隙變化等各項參數的24小時不(bú)間斷監測(cè),從中(zhōng)抽取對橋梁結構損傷敏感的(de)特征因子,進行統計分析(xī)。
根據數據分析結果(guǒ),係統可以實時判斷橋梁的健康狀況,為橋梁上的各種活動提供可靠有(yǒu)效的參考(kǎo)依據。橋梁養護人員通過係統提供的早(zǎo)期危險報警信息和損傷(shāng)評估來進行作業,達到從(cóng)探測、報警、聯動控製直至消除安全隱(yǐn)患的全方位一(yī)體化要求。
此外(wài),按時更新橋梁管理係統、執行橋梁養護管理月報製度、完善橋梁檔案管理以及數據庫更新工作……一項項措(cuò)施都為橋梁安全保駕(jià)護航(háng)。
2017年,南平市公路(lù)局通過開展“橋梁養護年(nián)”養護標準化主題活動,實現當年實施處置率、橋(qiáo)梁監(jiān)管率、一橋一檔覆蓋(gài)率(lǜ)、橋梁(liáng)養護工程師培訓率(lǜ)四個100%目標。
智慧管理提高隧道運行效率(lǜ)
除(chú)了對橋梁進行“智慧管養”外(wài),南平市國(guó)省幹線上(shàng)的10條隧道也已基(jī)本實現智能(néng)化管理(lǐ)。
“坐在市公路局監控指揮中心的大屏幕前,不僅可(kě)以對隧道內(nèi)的燈光照明、排水係(xì)統、路麵情況及交通狀況進(jìn)行實時監控,還能(néng)控製隧道內照明設備的啟閉,根據一氧化(huà)碳、灰塵濃(nóng)度自動啟停(tíng)風機。”南平市公路局路(lù)網中心(xīn)副主任袁衛強介紹,在南平市公路局管養的隧道內,已經織成(chéng)一張由1個監控指揮中心、15塊可變信息大屏、23個攝像(xiàng)頭(tóu)共(gòng)同組成的(de)“智慧網”,全天候對隧道(dào)內的排水、消防、高壓配電(diàn)等全麵(miàn)監控,在保證交通安全的前提下,不斷提高隧道運行效率。
今年,南平市公路(lù)局在去年開(kāi)展“橋梁養護年”的基(jī)礎上,進一步開展“橋涵隧預防性養護(hù)年”主題活動,將(jiāng)通過(guò)無人機、橋(qiáo)梁(liáng)健康(kāng)監(jiān)測係統、隧道(dào)監測係統等現代科技(jì)手段以及其他傳統養護方式,力爭實現國省幹線公路橋涵隧病害排查率、當年預防性養護覆蓋率、附屬設施完善率三個100%的目標,國(guó)省幹線公路橋(qiáo)涵隧構造物技術狀況(kuàng)指數BCI達95以上,進一步提高橋涵(hán)隧管養水平(píng),保障運(yùn)營橋涵隧使用安全。
江蘇:省級監控超前預警
駐江蘇首席記者 施科 通訊員 馬尚 毛錚 劉睿
日前,江蘇省蘇州市204國道張家港大橋(qiáo)、524國道平望大橋等橋梁的安全監測項(xiàng)目完成交工驗收。橋梁安全(quán)監測係統通過在橋梁受力條件(jiàn)最為複雜的(de)地方安裝“應變(biàn)片”,實時監測橋(qiáo)梁的溫度、形變,並與橋梁稱重係統共同配合,監測橋梁內部(bù)應力的變化,一旦數據突破閾值,就會產生報警信息。這些數據和報警信(xìn)息將通過遠程傳輸,實時展現在江蘇省幹線公路橋梁監測(cè)平台上,為橋梁後期(qī)養護提供數據支撐,以便管理(lǐ)人員進行綜合決策。
通過監測平台(tái)獲取橋梁服役狀態數據後,該係統可以實現對橋梁重要結構參數的24小(xiǎo)時實時監測和報警——當發生超重車過橋、承重結構(gòu)應變及應力超過控製值等事件時,即時啟動針對性的人工檢查,及時製定處(chù)理方案,保(bǎo)障橋梁運營安全。
江蘇省公路管理部門借鑒跨江跨海特大型橋梁(liáng)的(de)結構監(jiān)測經驗,結(jié)合普(pǔ)通國省幹線公路橋梁的養護現狀,實施了“江蘇省普通幹線公路橋梁檢測策略”,研究重點橋梁安全監測技(jì)術,並下發了《江(jiāng)蘇(sū)省普通幹(gàn)線公(gōng)路橋梁安全運行檢測實施方案(2016—2020年)》,建設完成了(le)省級監測數據平(píng)台,規範(fàn)了數據(jù)上報的接口,統一負責所有橋梁的(de)數(shù)據分析工作。這是(shì)江(jiāng)蘇為推動交通基礎設(shè)施數字(zì)化、聯網化、智能化(huà)發展,加快建設和(hé)形成裝備與設施協同的數(shù)字化交通基礎(chǔ)設施所做的新嚐試。
“十三五(wǔ)”期,江蘇省將對76座普通幹線公(gōng)路重要橋梁全麵推廣應用該項技術。
河北:閉(bì)環管養集(jí)約高(gāo)效
特約通訊員 譚磊 通(tōng)訊員 梁國華
手拿一(yī)部智能手機對橋梁進行仔(zǎi)細巡(xún)查和拍照後,河北省承德市(shì)灤平縣養護中(zhōng)心巡查員孫(sūn)勇將實時采集的數據(jù)形成巡查報告,及時通(tōng)過手機終端發送至養護管理係統。
“承德市智能化(huà)日常養護管理係統”可以將信息采集、上傳、分析、反(fǎn)饋、處置係統與日(rì)常養護相結合,基本實現養護管理工作流程(chéng)的完整閉合,使養護更(gèng)加規範、精準、集(jí)約。得益於此,承德市幹線公路路況綜合指數由2013年的86.8上升至如今的91.6。
“我(wǒ)們日常(cháng)養護巡查根據橋梁的中心坐標,在坐標300米範圍內進行巡查上報,隻有通過管理信息係統認可才能視為有效(xiào)巡查。”孫勇(yǒng)說,係統中單獨設立(lì)橋隧日常(cháng)巡查養護模式(shì),可以保留全(quán)部工作痕跡,不存在弄虛作假的情況,“互聯網+”使日常養護和橋隧巡查真正(zhèng)落到了實處。
“管理信息係統是‘市—縣—工區’三級聯(lián)網,市級管理部門可以對基層(céng)養管全過程進行實(shí)時監控,確保了日常養護更(gèng)加精準。”承德市公路管理局養護中心(xīn)技術員劉勝利說,此前,巡查員都是手動編寫巡查記(jì)錄,費時費工,病害描述得也不夠準確。如今,巡查員隻需要(yào)帶上一部手(shǒu)機,就可以對病害情況進行精準的匯總,遇到疑似病(bìng)害,可以通過管理信息係統快速進行分析確認,大大提高了巡查病害的效率。
不僅如(rú)此,通過管理信息係統GPS準確(què)定位,養護人員在沒有巡查員指引(yǐn)下,也可(kě)以輕鬆找(zhǎo)到病害發生點進行及(jí)時處理。
“係統的統計分析模塊極大提高了資金管理、日常考(kǎo)核、人員管理的效率,僅人員投入方麵,每100公裏就減少養路工21人,減少率42%。”承德(dé)市公路管理處處長劉樹立說,人員減少的背後是效率的提高,每名養路工的日工作量由原來的2公裏,增(zēng)加到3.5公裏。
通過引入管理信息係統,承(chéng)德市逐(zhú)漸形成了一套(tào)較為完整的信息化綜合管理體係,結合傳統養護特點(diǎn)和自身(shēn)優勢(shì),對公路、橋梁、隧道的(de)管養工作進行智慧分割,養護(hù)資金也不(bú)再是“一刀切(qiē)”,而是將橋梁、隧道與普(pǔ)通路段進行精細區分,通過係統內的生產日誌,進行計量支付,更加集約高效。
江西:中(zhōng)小跨徑橋梁“雲”嗬護(hù)
林旭 記者 黃金(jīn)
江西省南昌市境內中小橋梁(liáng)所占(zhàn)比例大(dà),因受氣候、環境等(děng)自然條(tiáo)件的影響和巡檢、養護等方麵的限製(zhì),中小跨(kuà)徑橋梁的安全係數一度低於大型(xíng)橋梁(liáng)。南昌市公路管理局目前正在中(zhōng)小跨徑橋梁中推廣使用自主研發的健康(kāng)監測係(xì)統,為橋梁配備(bèi)全天候健康“醫生”。
該(gāi)係(xì)統是南昌市公路管理局和江西省(shěng)交通科學研究院聯合研發的“中(zhōng)小跨徑橋梁安全(quán)與健康監測雲平台”具體應用工程之一,利用(yòng)雲平台對橋梁進行分(fèn)析檢測,不(bú)僅實現了高精度檢測,且成本較低。
目前,南昌市公路管理局已完(wán)成昌萬公路三(sān)陽(yáng)大橋、105國道傅家嘴大(dà)橋(qiáo)和萬埠大(dà)橋3座大橋的(de)健康監(jiān)測係統建設。
據了解,健康監測係統是根(gēn)據橋梁結構特點布設應變傳感器(qì)、加速度傳感器和溫濕度傳感器等,實時采集(jí)環境溫度和結構(gòu)應變數據。數據通過路網運行監測與(yǔ)應急(jí)處置平台專網實時傳送(sòng)至南(nán)昌市公路局公路路網管理中(zhōng)心,並由健(jiàn)康監測係(xì)統專業軟件實現(xiàn)對數據實時分析和處理。
超限超載運(yùn)輸車輛容易(yì)對橋梁造成(chéng)安全隱(yǐn)患,健(jiàn)康監測係統可以實時監測橋梁環境(jìng)變化(huà)和車輛荷載作用下橋梁結構響應,當數據異常或車輛超限時立刻發出警示,保障橋梁安全。該係統還可以通過(guò)對曆史數據積累與分析,準(zhǔn)確把握橋梁技術狀況及交通(tōng)流量情況,為橋梁的管理與維(wéi)護提供科學依據。
浙江:“智(zhì)視(shì)”檢測安全精準(zhǔn)
特約記者 夏雨
洪磊是浙江省寧波市市級專職橋梁(隧(suì)道)管理的一名80後工程師,一個(gè)人管(guǎn)理著寧波全市約(yuē)6000座公路橋隧,這在很多人看來是不可能完成的任務,“這全靠智能‘小助手’。”
洪(hóng)磊口中(zhōng)的(de)智(zhì)能“小助(zhù)手”,是他手機上的“中國橋梁管理係(xì)統”。該係統將(jiāng)寧波市大大小(xiǎo)小的橋梁隧道納入統一檢測(cè)管理當中。
“智能係統的運用改變(biàn)了以往手抄錄入式的原始檢測管理方式,我們隻需帶一部手(shǒu)機,掃描每座橋隧的‘身份證’,也就是專屬二維碼,就可以填寫記錄相關檢測信息。”洪磊說。
除了格式化文字的描述,手機還能(néng)實(shí)時上(shàng)傳現場照片。“通過圖片可以觀測(cè)出一些橋隧病害的細微變化,這樣管理就可以更精準、更高效。”洪磊說。
不僅如此,“中國橋梁管理係統”中橋隧“智視”檢查係統的運用,使橋隧隨時能得到360度(dù)無死角的檢測。檢測人員隻需將設備架在合(hé)適位置,就能對橋梁底部、公路隧道(dào)頂部以(yǐ)及(jí)一些人員不易到達的位置進行無死角拍攝,形成一組連續照片(piàn),代替(tì)以往人工(gōng)檢測,且更安全和精確。
溫(wēn)州(zhōu)市(shì)公路管理(lǐ)部門則在進一步完善國(guó)道、省道橋隧管(guǎn)理係統的基礎上,建立省、市、縣互聯互通實時更新的橋(qiáo)隧管(guǎn)理係統,實現橋隧與幹線公路的統一管理。同時,為大橋及隧道安(ān)裝最新視頻監控係統,對長(zhǎng)大橋梁隧道運行情況進行實時監控,及時發現、處置各類(lèi)突發事件,準確處理各類問題,提高橋隧養護管理水(shuǐ)平。
溫州市公路管理局相關負責人表示,橋(qiáo)隧管(guǎn)理(lǐ)係統和視頻監控係統將和溫州市(shì)智慧公路係統進行對接,實現信息(xī)和數據的共享,為橋隧(suì)日常養護管理與幹線公路(lù)建設決策提供更多的數據及技術支(zhī)撐。