聚焦結(jié)構(gòu)監(jiān)測 關(guān)注橋梁健康

文 本刊編輯部

近年來，我國公路橋梁建設(shè)取得舉世矚目的成就。港珠澳大橋、滬蘇通長江大橋、五峰山長江大橋等代表性橋梁的建成，以及深中通道伶仃洋大橋、常泰長江大橋、張靖皋長江大橋的開工建設(shè)，均標(biāo)志著我國橋梁設(shè)計理論、建造技術(shù)及建橋裝備已達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

在本期雜志中，關(guān)于橋梁的內(nèi)容也很多、很“重”。就拿“建設(shè)”欄目介紹的兩座在建大橋來說，都將分別締造“世界之最”：跨越紅水河的廣西南天高速天峨龍灘特大橋?qū)⒔ǔ墒澜缱畲罂鐝缴铣惺絼判怨羌芑炷凉皹颍凰拇ü沤鸶咚偎浜犹卮髽騽t將建成世界最大跨徑懸澆拱橋。

在為我國橋梁事業(yè)取得的長足發(fā)展感到贊嘆的同時，我們也必須認(rèn)識到，隨著橋梁服役年限的增長、服役環(huán)境的變化，提高其安全性、耐久性、防災(zāi)能力和結(jié)構(gòu)韌性，延長其服役壽命是一項長期而至關(guān)重要的工作。本期“第一觀察”《為橋梁戴上“健康手環(huán)”》，詳細(xì)介紹了交通運(yùn)輸部2021年在10個省份的11座在役公路橋梁開展的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)試點(diǎn)工作情況，并邀請編寫組成員解讀了《公路橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》要點(diǎn)，邀請行業(yè)專家針對橋梁監(jiān)測參數(shù)的科學(xué)設(shè)計給出專業(yè)指導(dǎo)和建議。

值得一提的是，《規(guī)范》增加了“結(jié)構(gòu)響應(yīng)”“結(jié)構(gòu)變化”“橋梁結(jié)構(gòu)健康度”的術(shù)語和定義，還增加了對監(jiān)測技術(shù)自主可控，鼓勵采用新技術(shù)和新設(shè)備，監(jiān)測系統(tǒng)安全網(wǎng)聯(lián)、互聯(lián)互通、數(shù)據(jù)共享的要求。這些都將有助于統(tǒng)一單橋系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，明確系統(tǒng)監(jiān)測內(nèi)容，保障和提升監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)質(zhì)量和技術(shù)水平。

總體來看，自動化監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用使我國交通基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)字化轉(zhuǎn)型成為可能，在一定程度上解決了人工檢測主觀性強(qiáng)、精度不足、隨機(jī)因素大、及時性差等問題，也為結(jié)構(gòu)行為溯源和預(yù)測提供了技術(shù)支撐。但由于自動化監(jiān)測是對通信、傳感、數(shù)據(jù)處理和力學(xué)分析等多學(xué)科技術(shù)知識的綜合運(yùn)用，其中涉及的每項技術(shù)瓶頸都將直接影響自動化監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用效果。

例如，在前期方案設(shè)計中，對監(jiān)測方法、設(shè)備選擇等考慮不充分，對后期數(shù)據(jù)應(yīng)用效果預(yù)估不足，就會導(dǎo)致監(jiān)測原始數(shù)據(jù)得不到有效處理和應(yīng)用，造成數(shù)據(jù)積壓和浪費(fèi)；又如，目前大量監(jiān)測數(shù)據(jù)仍需依賴線下人工分析，數(shù)據(jù)應(yīng)用效率較低，在線上智能評估方面有很多課要補(bǔ)；再如，受傳感技術(shù)限制及多方因素影響，隨著傳感設(shè)備使用年限增加，數(shù)據(jù)的真實性與可靠性會逐年降低，在一定程度上限制了監(jiān)測結(jié)果的應(yīng)用；此外，在橋梁結(jié)構(gòu)安全評價方面，尚未形成系統(tǒng)化體系，橋梁人工檢查結(jié)果與自動化監(jiān)測成果之間的信息交互、聯(lián)合應(yīng)用等方面仍有待進(jìn)一步完善。

令人欣慰的是，近年來，國內(nèi)外多所高等院校和科研院所已相繼投入大型橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的研究及應(yīng)用行列，并在傳感器的優(yōu)化布設(shè)、自動監(jiān)測的智能控制、實時監(jiān)測信息的網(wǎng)絡(luò)共享、結(jié)構(gòu)損傷的自動識別診斷、橋梁承載能力和結(jié)構(gòu)可靠度分析等方面取得一定成果。相信隨著研究的深入，我們一定能通過“健康手環(huán)”更清楚地了解到橋梁的機(jī)體發(fā)生了怎樣的問題，從而實施更精準(zhǔn)的保健和治療。