橋梁隧道健康檢測與智能管理系統(tǒng)研究

易凌云 （湖南湘創(chuàng)檢測有限公司，湖南 長沙 410000）

近年來我國不斷加大交通基礎設施的建設力度，而橋梁隧道則是交通系統(tǒng)中的重要控制性工程，其工程結構的健康狀況直接關系到交通的安全性和暢通性，所以橋梁隧道的管理部門必須加強對橋梁隧道的日常管理，實時監(jiān)測橋梁隧道狀態(tài)。通過建立智能化的管理系統(tǒng)可不僅可以實現(xiàn)對橋梁隧道工程健康狀況的動態(tài)監(jiān)測，而且還可以有效提高管理的質量和效率。因此，橋梁隧道工程的管理部門應積極應用各種先進的網(wǎng)絡信息技術，構建智能化的管理系統(tǒng)，結合橋梁隧道工程健康檢測等工作的實際需要，建立相應功能的子系統(tǒng)模塊，從而豐富智能管理系統(tǒng)的功能，使其能夠適應現(xiàn)代橋梁隧道的健康檢測需要，從而為橋梁隧道的安全運營提供更加可靠的保障。

1 智能化健康檢測及管理系統(tǒng)在橋梁隧道工程中的重要作用

1.1 能夠使橋梁隧道工程管理維護成本下降

橋梁隧道工程的傳統(tǒng)日常管理維護工作需要大量的資金以及人力成本，而在建立了智能管理以及健康檢測系統(tǒng)后，由于系統(tǒng)具有較高的信息化、自動化以及智能化水平，且其功能十分豐富，能夠自動完成對橋梁隧道工程的動態(tài)監(jiān)測、健康檢查等多項管理工作，并為管理決策提供了重要的參考依據(jù)，有效降低了人工成本和管理成本，并使橋梁隧道的日常管理質量效率得到了有效提升。

1.2 能夠更好地保障橋梁隧道的安全暢通

智能管理系統(tǒng)的建立可以使橋梁隧道工程的管理部門更加科學有效地對交通流量進行控制管理，提高了車輛通信的暢通性，避免車輛在橋梁或隧道長時間滯留，這樣不僅可以提高橋梁隧道的安全性、暢通性，而且也可以將降低車輛的尾氣排放量，有利于減少對環(huán)境的影響。

2 智能化橋梁隧道健康檢測以及管理系統(tǒng)分析

在橋梁隧道工程的日常管理維護工作中，建立智能管理系統(tǒng)不僅可以對橋梁隧道工程的健康狀態(tài)進行實時動態(tài)監(jiān)測，直觀準確地掌握其歷史遺留缺陷以及現(xiàn)時狀態(tài)，為科學的預測其健康發(fā)展趨勢提供可靠的依據(jù)，而且也能夠為橋梁隧道的實際運營情況進行客觀的判斷，為制定合理的維護檢修決策奠定良好的基礎，以確保橋梁隧道工程的安全暢通[1]。橋梁隧道工程的管理部門應積極應用各種先進的智能技術和網(wǎng)絡信息技術，建立橋梁隧道工程全方位的路網(wǎng)級智能管理及健康檢測系統(tǒng)，使系統(tǒng)功能更加完善豐富，以滿足橋梁隧道工程健康檢測以及日常管理工作的實際需要。在橋梁隧道工程的智能化健康檢測以及管理系統(tǒng)中，其基礎是數(shù)據(jù)庫，同時包括橋梁隧道檢測評估決策、實時監(jiān)測、預算維修計劃以及地理信息等功能模塊，各功能模塊既相互獨立，又能夠協(xié)同配合，極大地提高了橋梁隧道工程維護管理及健康檢測系統(tǒng)的智能化水平。

2.1 智能化橋梁隧道管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的構建

數(shù)據(jù)庫模塊是智能化橋梁隧道工程管理維護系統(tǒng)以及健康檢測的基礎，其主要功能是全面收集橋梁隧道的基本工程數(shù)據(jù)、日常監(jiān)控檢測數(shù)據(jù)和養(yǎng)護維修數(shù)據(jù)以及歷史交通事故信息等動靜態(tài)數(shù)據(jù)資料，并能夠對各項數(shù)據(jù)信息進行整理存儲，同時可以為數(shù)據(jù)的查詢調用提供便利，為橋梁隧道工程的管理維護工作提供了可靠的參考依據(jù)。

2.2 智能化橋梁隧道管理系統(tǒng)檢測評估模塊功能分析

在建立橋梁隧道工程的檢測評估決策模塊時，由于不同的橋梁隧道在工程結構等方面存在較大的差異，其在功能性以及安全性指標方面也各不相同，因此應結合橋梁隧道工程的實際情況以及日常檢測經(jīng)驗合理確定健康檢測的項目內容、評測標準、維修數(shù)量等相關內容，這樣才能對橋梁隧道工程的健康狀況進行科學準確的檢測分析。為了合理確定智能化橋梁隧道健康檢測管理標準和檢測項目，應充分考慮可能會對橋梁隧道的安全性和暢通性產(chǎn)生影響的各種因素以及其動態(tài)發(fā)展趨勢，這樣才能對其進行科學的定量以及定性分析，從而準確判斷橋梁隧道工程的健康狀況，為采取相應的養(yǎng)護維修措施提供可靠的依據(jù)。

2.2.1 合理確定橋梁隧道智能化健康檢測項目標準的基本原則分析

在確定橋梁隧道工程的健康檢測標準時，由于現(xiàn)代橋梁隧道工程結構往往比較復雜，所涉及的檢測指標相對較多，橋梁隧道工程的管理部門應嚴格按照橋梁隧道工程的管理維護規(guī)范科學的確定健康檢測指標，以確保檢測指標能夠對橋梁隧道工程的實際結構特征進行準確客觀的反映。同時，在確定橋梁隧道工程的健康檢測項目標準時應確保其能夠對橋梁隧道工程各結構物的實際健康情況進行全方位的全面體現(xiàn)，以確保健康檢測的完整性。在對橋梁隧道工程進行健康檢測時，其檢測指標應具有較強的代表性，以確保能夠全面反映橋梁隧道工程的各項重要特征因素，且所確定的健康檢測項目標準應相對獨立，以防止出現(xiàn)重復計算等問題。為了實現(xiàn)對復雜橋梁隧道工程結構的有效檢測，在智能化健康檢測評價模塊中應對檢測指標進行層次性劃分，使復雜指標分解為多個具體項目標準，以便對橋梁隧道工程結構進行逐層檢測分析和評價。此外，在確定健康檢測指標時還應具有較強的可比性和科學性，以便于對檢測數(shù)據(jù)進行不同時間或空間維度的對比分析，從而保證橋梁隧道工程的健康檢測結果客觀準確。

2.2.2 合理確定梁隧道智能化健康檢測項目

在橋梁隧道工程健康檢測中主要是對各項病害以及災害問題進行檢測，健康檢測一般應在每年秋季開展，以便準確分析病害原因，為橋梁隧道工程的安全暢通提供可靠的保證。在健康檢測中應重點對橋梁隧道工程的基礎結構、襯砌結構以及洞門等關鍵部分加強檢測，通過智能化健康檢測系統(tǒng)的應用提高檢測的效率和準確性。

在應用智能化健康檢測系統(tǒng)對橋梁隧道工程進行經(jīng)常性監(jiān)測時，應重點檢查管理部門所轄區(qū)域范圍橋梁隧道工程洞內是否有漏水情況存在，且排水設施是否通暢以及在洞口橋面等處是否有落石等雜物存在，并要對各項病害變化進行實時觀測，一旦發(fā)現(xiàn)存在異常時應及時采取相應的維護措施[2]。同時，智能化健康檢測系統(tǒng)還可以對橋梁隧道的主體工程結構和相關附屬設施結構病害情況進行定期性的檢測，并對病害原因進行智能化的分析判斷，給出檢測評價報告，為維護管理決策提供可靠的參考依據(jù)。對于存在嚴重病害問題、大斷面、超長橋梁隧道工程也可以在智能化健康檢測系統(tǒng)中設定特別檢測項目，以提高健康檢測的效率和質量，滿足橋梁隧道工程管理維護的實際需要。此外，智能化檢測系統(tǒng)還可以對隧道工程進行限界檢測，以準確高效的掌握其結構變形、開裂、滲水、沉降、位移、路基翻漿、冒泥等各種病害問題，從而為病害分析以及采取有效的維修養(yǎng)護措施提供客觀全面的數(shù)據(jù)基礎。

2.3 智能化橋梁隧道實時監(jiān)測模塊功能分析

智能化橋梁隧道工程管理系統(tǒng)的實時監(jiān)測模塊能夠動態(tài)監(jiān)測橋梁工程的運行工況環(huán)境、承載性能以及動靜態(tài)反應等指標參數(shù)，同時也可以監(jiān)測隧道工程的洞內環(huán)境以及隧道結構的沉降變形情況等。根據(jù)系統(tǒng)預設項目，智能實時監(jiān)測模塊可以對路基沉降、襯砌結構變形、隧道襯砌結構開裂等進行全面的監(jiān)測。同時，結合應用各種傳感設備，智能管理系統(tǒng)還可以對隧道內部的照明通風設備運行情況、煙霧濃度、溫度變化、內外亮度以及隧道內的實時交通情況進行監(jiān)測。在應用智能化管理系統(tǒng)對橋梁隧道工程進行實時監(jiān)測時，應該科學確定監(jiān)測點的位置和數(shù)量，并合理確定狀態(tài)參數(shù)，以便智能系統(tǒng)根據(jù)預設參數(shù)對采集數(shù)據(jù)自動進行分析對比，對橋梁隧道工程狀態(tài)進行智能化的判斷。同時還應在智能化實時監(jiān)測模塊中設置自動化的警報系統(tǒng)，這樣當智能管理系統(tǒng)判斷監(jiān)測數(shù)據(jù)與預設參數(shù)間的偏差值超過了允許的范圍時就可以自動發(fā)出警報信息，為安全隱患的及時排除爭取時間，并可以為維修養(yǎng)護措施的確定提供數(shù)據(jù)信息，從而不僅可以為橋梁隧道工程的安全暢通提供更加可靠的保證，同時也可以使橋梁隧道工程的使用年限得以有效延長。

2.4 智能化橋梁隧道管理系統(tǒng)維修預算計劃模塊功能分析

目前在橋梁隧道工程的日常維護管理工作中普遍存在養(yǎng)護經(jīng)費有限的問題，因此需要通過智能化管理系統(tǒng)加強對維修計劃預算的優(yōu)化控制。智能化管理系統(tǒng)的維修預算計劃模塊可以根據(jù)預算額度、橋梁隧道工程所需維修項目的重要及緊迫程度有維修項目進行降序排列，并結合智能化管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫信息為橋梁隧道工程管理部門的年度維修計劃的制定提供參考數(shù)據(jù)，通過優(yōu)化維修計劃實現(xiàn)對預算的合理分配控制，從而在確保橋梁隧道工程安全暢通的基礎上有效控制預算，達到降低維護管理成本的目的。

2.5 智能化橋梁隧道管理系統(tǒng)地理信息模塊功能分析

在橋梁隧道工程的智能管理系統(tǒng)中利用GIS技術建立了地理信息模塊，以便對橋梁隧道工程的地理屬性信息進行采集存儲以及整理分析。同時，智能管理系統(tǒng)中的地理信息模塊也是數(shù)據(jù)交流共享的重要平臺基礎，橋梁隧道工程的管理部門可以通過該平臺便捷的獲取工程地理屬性信息、電子地圖等，還可以對隧道內部進行定位觀測，并可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉化，自動生成相關的圖表等。

3 總結

在橋梁隧道工程的日常管理以及健康檢測工作中運用智能化系統(tǒng)能夠有效提高橋梁隧道工程的管理維護質量和效率，降低橋梁隧道工程的維護管理成本，實現(xiàn)對橋梁隧道工程健康狀態(tài)的實時動態(tài)監(jiān)測，從而能夠及時準確的掌握橋梁隧道工程的健康狀況，及時發(fā)現(xiàn)安全風險，為采取有針對性的維護檢修措施提供可靠的參考依據(jù)，有利于合理控制橋梁隧道工程的維護管理預算，為保證橋梁隧道的安全暢通奠定良好的基礎。