基于物聯(lián)網(wǎng)的橋隧結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)

摘要：據(jù)統(tǒng)計，截至2020年年底，我國公路隧道21316處、2199.93萬延米，增加2249處、303.27萬延米，其中特長隧道1394處、623.55萬延米，長隧道5541處、963.32萬延米。公路橋梁數(shù)量達(dá)到91.28萬座，較2019年增加3.45萬座，2020年公路橋梁長度6628.55萬延米，同比增長9.32%。近年來，我國公路橋梁、隧道建設(shè)事業(yè)飛速發(fā)展，特別是我國大跨徑公路橋梁、長孔距公路隧道的建設(shè)進(jìn)入了一個輝煌的時期，取得了舉世矚目的成就。橋梁、隧道作為公路的重要組成部分，其結(jié)構(gòu)的運行安全直接關(guān)系到行車安全及公眾的人身安全，結(jié)構(gòu)損傷如果不能被及時發(fā)覺或維修，會縮短結(jié)構(gòu)的使用壽命，甚至發(fā)生斷裂、坍塌等嚴(yán)重事故，造成重大人員傷亡及經(jīng)濟損失，產(chǎn)生惡劣的社會影響。因此建立一套科學(xué)的橋梁、隧道健康監(jiān)測系統(tǒng)，加強對橋梁、隧道的安全監(jiān)測管理，對保障交通安全具有至關(guān)重要的作用?；诖?，本文主要對長大橋梁、隧道結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行分析探討。

關(guān)鍵詞：長大橋梁隧；結(jié)構(gòu)；健康監(jiān)測；系統(tǒng)

一、引言

橋隧結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)以高精度的物聯(lián)傳感器、實時可靠的通信基礎(chǔ)、先進(jìn)安全的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，以橋梁和隧道的結(jié)構(gòu)及相關(guān)設(shè)備設(shè)施為平臺，組合優(yōu)化了交通環(huán)境、交通設(shè)備、橋隧結(jié)構(gòu)、安全預(yù)警和網(wǎng)絡(luò)綜合分析處理為一體的綜合監(jiān)測系統(tǒng)。實時報告橋隧結(jié)構(gòu)受力狀況，損傷的發(fā)生及其位置、性狀，當(dāng)工程在特殊氣候、交通條件下或運營狀況嚴(yán)重異常時發(fā)出預(yù)警信號，為橋梁維護、維修與管理決策提供依據(jù)和指導(dǎo)。系統(tǒng)可以彌補人工監(jiān)測的不足，在目前的技術(shù)條件下二者配合可達(dá)到對橋梁結(jié)構(gòu)全面、實時、客觀的監(jiān)測效果，為橋梁結(jié)構(gòu)安全運營、科學(xué)養(yǎng)護提供可靠保障。

二、應(yīng)用背景

在長大橋隧的運營期間，隨著橋梁、隧道服役時間的遞增和出行車輛快速的增長，加上前期設(shè)計、施工材料、建造缺陷及運營、養(yǎng)護維修的各個周期內(nèi)不可預(yù)見的環(huán)境、地質(zhì)災(zāi)害因素影響，都會產(chǎn)生缺陷或病害。橋梁和隧道工程結(jié)構(gòu)隨著運營時間的增加，結(jié)構(gòu)本身的危險性隨之增加，需要運營期實時監(jiān)管結(jié)構(gòu)的安全使用狀態(tài)，建立一套現(xiàn)代化的智能健康監(jiān)測及養(yǎng)護管理信息系統(tǒng)，對橋隧結(jié)構(gòu)各種關(guān)鍵狀態(tài)參數(shù)、指標(biāo)進(jìn)行長期、適時、系統(tǒng)的監(jiān)測，并對橋梁的技術(shù)狀況和承載能力作出評估，制定緊急狀況應(yīng)急預(yù)案，在結(jié)構(gòu)運營狀態(tài)嚴(yán)重異常時發(fā)出警號，為大橋管養(yǎng)維修決策提供具有針對性的參考和指導(dǎo)，進(jìn)而確保大橋安全正常運營，合理配置管養(yǎng)資源，降低大橋壽命期內(nèi)養(yǎng)護維修成本。

三、系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)

①以“橋隧全生命周期的信息化監(jiān)管養(yǎng)護”為目標(biāo)，通過橋梁和隧道構(gòu)件的精準(zhǔn)監(jiān)測，對橋梁、隧道建立信息化生命檔案，實現(xiàn)精細(xì)化、信息化養(yǎng)護與管理，保障結(jié)構(gòu)運營安全。②對長大橋隧運營環(huán)境及關(guān)鍵部位結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全監(jiān)測并實時預(yù)警，把自動化監(jiān)測與檢測進(jìn)行結(jié)合，對橋隧結(jié)構(gòu)狀況、運營環(huán)境、載荷情況等進(jìn)行安全評估，為長大橋隧的管養(yǎng)決策提供科學(xué)依據(jù)，提升橋隧管養(yǎng)單位養(yǎng)護措施的經(jīng)濟性、針對性、高效性和合理性，確實有效延長橋隧的使用壽命。③根據(jù)系統(tǒng)平臺的預(yù)警信息，核實橋隧結(jié)構(gòu)現(xiàn)場風(fēng)險，將橋隧結(jié)構(gòu)安全前期的危險消滅于萌芽狀態(tài)。根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)定期形成健康監(jiān)測報告，監(jiān)測橋隧運營期的使用狀態(tài)，對其發(fā)展趨勢進(jìn)行分析研判，對橋隧結(jié)構(gòu)的病害和損傷有針對性地進(jìn)行養(yǎng)護維修。④為提高橋隧管養(yǎng)工作效率，實現(xiàn)平臺統(tǒng)一管理和調(diào)度，管理系統(tǒng)還預(yù)留了標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口，便于后期將橋隧檢測、橋隧綜合評估、橋隧現(xiàn)場養(yǎng)護等信息進(jìn)行同平臺管理，實現(xiàn)自動化監(jiān)測與橋隧檢測真正的結(jié)合，真正實現(xiàn)橋隧全生命周期管養(yǎng)，保證橋隧結(jié)構(gòu)與行車安全，延長橋梁和隧道結(jié)構(gòu)壽命。

四、系統(tǒng)建設(shè)特性

系統(tǒng)的統(tǒng)一性：對系統(tǒng)的監(jiān)測設(shè)備和軟件平臺采用統(tǒng)一規(guī)劃、設(shè)計和監(jiān)管的方案，協(xié)調(diào)和整合各方面資源對系統(tǒng)涉及的監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一安裝、測試和聯(lián)調(diào)，系統(tǒng)平臺搭建完成后進(jìn)行統(tǒng)一管理和維護。

系統(tǒng)的技術(shù)先進(jìn)性：在體現(xiàn)實用性、解決實際工程問題外，要體現(xiàn)項目的先進(jìn)性，在可能的情況下，盡量選取和研究代表國際發(fā)展趨勢的、先進(jìn)的技術(shù)手段。保證設(shè)計技術(shù)先進(jìn)、性能優(yōu)良，總體上達(dá)到國際先進(jìn)水平。

系統(tǒng)的經(jīng)濟性：即系統(tǒng)選擇具有代表性和示范性的監(jiān)測設(shè)備，監(jiān)測設(shè)備需要盡可能多地涵蓋監(jiān)測橋隧及隧道的各種結(jié)構(gòu)及運行環(huán)境信息；系統(tǒng)供電通信纜線盡量利用交通工程已有的縱、橫橋架和預(yù)留孔洞走線。

系統(tǒng)的整合性：本系統(tǒng)采用多種不同信號類型的監(jiān)測設(shè)備，各類傳感器設(shè)備、采集傳輸設(shè)備、供電通信防雷設(shè)備，系統(tǒng)架構(gòu)和體系需要穩(wěn)定性和包容性以及明晰的結(jié)構(gòu)層次。

系統(tǒng)的可靠性：由于系統(tǒng)所使用的傳感器中，有的需要承受風(fēng)吹雨淋、日曬霜凍等的長期考驗，而且所有傳感器、測量儀器、信號傳輸線纜等都需要長期工作，因此系統(tǒng)的長期可靠性是最為重要的因素之一，故采用技術(shù)成熟的系統(tǒng)配套產(chǎn)品，保證系統(tǒng)的精確性、穩(wěn)定性，并設(shè)置適度冗余的傳感器及相關(guān)設(shè)備，保證系統(tǒng)的可靠性，并滿足系統(tǒng)改進(jìn)、擴展和完善的需求。

系統(tǒng)的實用性：結(jié)合交通運輸部、地方交通廳和地方信息化監(jiān)管養(yǎng)護要求，系統(tǒng)不僅對橋梁、隧道的結(jié)構(gòu)安全實時健康監(jiān)測的作用，還可對橋梁、隧道進(jìn)行應(yīng)急指揮和調(diào)度的作用。

系統(tǒng)的安全性：對于一個系統(tǒng)來說，其內(nèi)外部的操作安全性也非常重要，應(yīng)具有密碼保護和多級權(quán)限控制，并通過對操作人權(quán)限的不同劃分設(shè)置來對系統(tǒng)使用人員進(jìn)行管理。各種系統(tǒng)控制、操作、報警時間應(yīng)具有記錄及共享功能以備管理人員審查。

系統(tǒng)的針對性：有針對性地對橋梁、隧道的結(jié)構(gòu)部位、結(jié)構(gòu)控制部位、結(jié)構(gòu)易損部位和損傷敏感部位進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全風(fēng)險分析。

系統(tǒng)的可擴展性：充分考慮以后發(fā)展，方便以后對系統(tǒng)的設(shè)備進(jìn)行更新、維護，同時系統(tǒng)應(yīng)具備預(yù)備容量的擴充和升級?？深A(yù)留一定數(shù)量的通道冗余、軟件進(jìn)行模塊劃分接口統(tǒng)一，便于將來進(jìn)行功能擴展。

五、系統(tǒng)主體構(gòu)成

（一）傳感傳輸控制子系統(tǒng)

1.監(jiān)測項目及傳感器類型

結(jié)合每座橋梁和隧道的運營環(huán)境、結(jié)構(gòu)受力特性和構(gòu)造特點，按照系統(tǒng)設(shè)計原則進(jìn)行監(jiān)測項目的確定，選取實用性、可靠性俱佳，兼顧技術(shù)先進(jìn)性和耐久性的監(jiān)測儀器對橋隧進(jìn)行自動化監(jiān)測。傳感器子系統(tǒng)分為荷載與環(huán)境、結(jié)構(gòu)整體響應(yīng)和結(jié)構(gòu)局部響應(yīng)三部分監(jiān)測內(nèi)容。荷載與環(huán)境：環(huán)境溫濕度、橋面突發(fā)事件、橋下安全狀況、襯砌滲漏水狀況、洞口狀況。結(jié)構(gòu)整體響應(yīng)：主拱變形、拱座變位、主梁撓度、受迫振動、墩柱傾斜、墩梁相對變位。結(jié)構(gòu)局部響應(yīng)：動應(yīng)變、動撓度和裂縫寬度。

2.傳感器模塊

①環(huán)境溫濕度計。功能和目的：環(huán)境溫濕度是分析結(jié)構(gòu)狀態(tài)、結(jié)構(gòu)損傷發(fā)展?fàn)顟B(tài)和分析其他監(jiān)測數(shù)據(jù)的重要參數(shù)指標(biāo)和依據(jù)。監(jiān)測方法：選用適合類型的溫濕度傳感器進(jìn)行連續(xù)實時監(jiān)測，為使信號傳輸過程的衰減不會影響系統(tǒng)測量精度，采用全數(shù)字化信號傳輸接口。

②高清球形攝像機。功能和目的：高清球形攝像機監(jiān)測橋面交通狀況、橋下安全狀況、各類突發(fā)事件和橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)突變。監(jiān)測方法：根據(jù)橋梁現(xiàn)場及周邊環(huán)境，在適當(dāng)位置安裝360°球形高清攝像機，24 小時不間斷監(jiān)測橋面交通及周邊環(huán)境變化等突發(fā)事件。監(jiān)控視頻自動存儲于前端，監(jiān)控中心可隨時遠(yuǎn)程要求進(jìn)行視頻流傳輸進(jìn)行實時監(jiān)控或回放。

③靜力水準(zhǔn)儀。功能和目的：靜力水準(zhǔn)儀監(jiān)測橋梁各關(guān)鍵斷面或測點的靜態(tài)豎向位移，用于評估橋梁結(jié)構(gòu)在其恒載的豎向變形、基礎(chǔ)沖刷引起的基礎(chǔ)沉降或隧道縱向不均勻沉降。監(jiān)測方法：根據(jù)結(jié)構(gòu)特點及周邊環(huán)境，使用多臺靜力水準(zhǔn)儀組成一個相對獨立的測量系統(tǒng)。一只靜力水準(zhǔn)儀固定安裝在橋梁墩臺或隧道洞內(nèi)，多只靜力水準(zhǔn)儀分別安裝在橋梁主梁截面或隧道洞口截面。

④雙軸傾角計。功能和目的：雙軸傾角計主要監(jiān)測墩柱傾斜及主拱圈變形。監(jiān)測方法：在結(jié)構(gòu)表面安裝雙軸傾角計，可測量墩柱傾斜，主拱圈變形。雙軸傾角計采用高精度MEMS式傾角計。

⑤位移計。監(jiān)測目的：用于監(jiān)測伸縮縫的工作狀態(tài)，監(jiān)測結(jié)果用于：作為伸縮縫工作狀態(tài)的判別指標(biāo)；聯(lián)合交界墩上的雙軸傾角計監(jiān)測數(shù)據(jù)為運營期間橋梁相對位移風(fēng)險判別提供重要信息。監(jiān)測方法：位移計通過支架固定在蓋梁和主梁上，測量橋墩和主梁之間的相對位移，采用數(shù)字式傳感器。

⑥動應(yīng)變計。監(jiān)測目的：動應(yīng)變計用于監(jiān)測混凝土梁跨中截面的活載響應(yīng)。監(jiān)測方法：監(jiān)測主梁的活載響應(yīng)，采用電阻動應(yīng)變計。經(jīng)過調(diào)理/解調(diào)和A/D轉(zhuǎn)換后通過RS232/485接口傳送至數(shù)據(jù)采集單元（DAU）。

⑦裂縫計。監(jiān)測目的：用于監(jiān)測混凝土結(jié)構(gòu)開裂后裂縫的發(fā)展。 監(jiān)測方法：根據(jù)結(jié)構(gòu)裂縫分布情況，選擇構(gòu)件應(yīng)力水平較高局部的典型受力裂縫為觀測對象。垂直于裂縫發(fā)展方向跨縫布設(shè)裂縫測寬計，監(jiān)測受力裂縫寬度變化。

⑧動撓度儀。功能和目的：用于監(jiān)測主梁動撓度。監(jiān)測方法：在主梁底板安裝動撓度儀，通過鋼絲繩在其下方安裝一塊鐵片。以非接觸的方式測量動撓度儀和鐵片之間的距離，用于測量主梁動撓度。

⑨機器視覺靶標(biāo)。功能和目的：用于監(jiān)測主梁動撓度。監(jiān)測方法：在主梁底板安裝機器視覺靶標(biāo)，在同跨墩臺上安裝機器視覺儀。機器視覺儀內(nèi)置并行機器視覺算法，可以識別靶標(biāo)的精準(zhǔn)位置坐標(biāo)，當(dāng)被測結(jié)構(gòu)物平面位移發(fā)生變化時，靶標(biāo)的坐標(biāo)就會隨著北側(cè)結(jié)構(gòu)物的位移發(fā)生變化，從而獲得靶標(biāo)與被測物水平和垂直的雙向位移數(shù)據(jù)。

⑩激光測距儀。功能和目的：用于監(jiān)測隧道襯砌變形。監(jiān)測方法：通過測量隧道內(nèi)基準(zhǔn)點到監(jiān)測點的距離變化來監(jiān)測目標(biāo)變形體位移。

?密集分布式定點光纜。功能和目的：用于監(jiān)測隧道襯砌局部變形或開裂。監(jiān)測方法：選擇地質(zhì)較差或結(jié)構(gòu)失效風(fēng)險較高的段落布置變形測量光纖，將襯砌結(jié)構(gòu)變形轉(zhuǎn)換為光纖信號存儲傳輸。

?GNSS。功能和目的：用于監(jiān)測橋臺處邊坡的位移情況。監(jiān)測方法：GNSS位移監(jiān)測系統(tǒng)由 GNSS 基點和測點組成，基點安裝在穩(wěn)定地基處，測點安裝在待監(jiān)測點位，通過測量測點和基點之間的相對空間位置完成對測點空間變位的監(jiān)測。

?拾振器。功能和目的：結(jié)構(gòu)在交通荷載、地震作用、異常撞擊事件作用下受迫振動的幅值是評估橋梁剛度和承載能力的重要指標(biāo)。采用拾振器進(jìn)行橋梁受迫振動特性的監(jiān)測可用于：作為結(jié)構(gòu)損傷和狀態(tài)識別的重要輸入?yún)?shù)；檢驗和修正用于橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)分析預(yù)測的有限元模型；受迫振動幅值也是無模型安全預(yù)警的重要閾值指標(biāo)。監(jiān)測方法：監(jiān)測主梁在交通、地震、船舶撞擊等作用下的振動響應(yīng)。

3.數(shù)據(jù)采集與傳輸模塊

數(shù)據(jù)采集與傳輸模塊主要由傳感器設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備和數(shù)據(jù)采集軟件組成。數(shù)據(jù)采集器將獲取到的橋隧監(jiān)測信息進(jìn)行調(diào)理，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并完成數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸，系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與傳輸模塊是整個傳感傳輸控制子系統(tǒng)的核心中樞，是系統(tǒng)平臺的關(guān)鍵節(jié)點。由于傳感器及數(shù)據(jù)采集設(shè)備種類多，數(shù)據(jù)類型復(fù)雜，野外環(huán)境相對惡劣，所以選用的數(shù)據(jù)采集設(shè)備、傳輸設(shè)備均需采用高穩(wěn)定性能產(chǎn)品，并滿足外場工程環(huán)境的監(jiān)測要求。

（二）結(jié)構(gòu)預(yù)警與安全評估

1.基于監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理分析方案

監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理分析包括預(yù)處理、二次處理、數(shù)據(jù)的后處理。云平臺實現(xiàn)了數(shù)據(jù)處理的可視化的圖形配置界面，使工程師可以自由、高效地進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和預(yù)警規(guī)則配置。數(shù)據(jù)分析模塊實現(xiàn)特征值的可視化配置，通過在平臺上創(chuàng)建數(shù)據(jù)策略配置框，將輸入設(shè)備、輸出設(shè)備以及算法拖入策略配置框，用箭頭曲線將三個節(jié)點連接起來，箭頭方向表示數(shù)據(jù)流去向，生成一個狀態(tài)特征值策略。支持在線驗證策略輸出值正確性。經(jīng)激活策略后，輸入設(shè)備上報的原始采樣數(shù)據(jù)就會在后臺經(jīng)過指定的數(shù)據(jù)分析算法清洗、轉(zhuǎn)換，輸出具備工程意義的特征值。預(yù)警規(guī)則鏈模塊實現(xiàn)預(yù)警規(guī)則的可視化配置。數(shù)據(jù)分析輸出的特征值作為預(yù)警規(guī)則鏈的輸入數(shù)據(jù)，經(jīng)可靈活定制的預(yù)警規(guī)則鏈響應(yīng)，如果特征值觸發(fā)預(yù)警規(guī)則，平臺會及時產(chǎn)生預(yù)警，并觸發(fā)預(yù)警通知和電子流任務(wù)。

2.結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測預(yù)警

監(jiān)測系統(tǒng)在試運行前設(shè)置初始閾值及其相應(yīng)的預(yù)警觸發(fā)專業(yè)規(guī)則，在監(jiān)測系統(tǒng)試運行期間及后期運維過程中根據(jù)橋梁周邊環(huán)境、運行條件、結(jié)構(gòu)性能的變化以及對結(jié)構(gòu)狀態(tài)認(rèn)知的深入，持續(xù)進(jìn)行閾值和預(yù)警觸發(fā)專業(yè)規(guī)則的補充、修正和優(yōu)化，并定期檢驗其有效性。監(jiān)測系統(tǒng)支持對預(yù)警觸發(fā)、快訊/快報發(fā)布、應(yīng)急響應(yīng)措施、預(yù)警調(diào)整（包括自動升級和人工干預(yù)）等全過程事件的自動記錄和歸檔。

閾值設(shè)置：對應(yīng)于每項狀態(tài)特征指標(biāo)應(yīng)設(shè)置閾值以實現(xiàn)自動預(yù)警功能，閾值及其超限判據(jù)設(shè)置采用以下兩種形式：第一，容許閾值。判斷狀態(tài)特征指標(biāo)是否處于正常范圍的單向閾值。狀態(tài)特征指標(biāo)超出容許閾值的級別可表征該項狀態(tài)的風(fēng)險程度；狀態(tài)特征指標(biāo)未超出容許閾值時，其間距也可大致表征該項狀態(tài)的安全富余度。第二，區(qū)間閾值。判斷狀態(tài)特征指標(biāo)是否處于正常范圍的雙向閾值，對監(jiān)測數(shù)據(jù)是否在設(shè)定的合理數(shù)據(jù)范圍內(nèi)做出正確的分析和判斷。

預(yù)警管理：監(jiān)測系統(tǒng)支持自動判識各項狀態(tài)特征指標(biāo)超閾值情況，并根據(jù)預(yù)設(shè)的預(yù)警觸發(fā)專業(yè)規(guī)則自動觸發(fā)相應(yīng)的預(yù)警級別。預(yù)警觸發(fā)專業(yè)規(guī)則根據(jù)橋隧結(jié)構(gòu)安全風(fēng)險分析結(jié)果、結(jié)構(gòu)理論計算分析結(jié)果、前期預(yù)警記錄及應(yīng)急響應(yīng)情況，并結(jié)合系統(tǒng)管理人員的專業(yè)技術(shù)經(jīng)驗進(jìn)行設(shè)定和調(diào)整。

橋隧結(jié)構(gòu)安全預(yù)警機制設(shè)藍(lán)色、黃色、橙色和紅色四個預(yù)警級別，加上無預(yù)警狀態(tài)，總共代表橋隧結(jié)構(gòu)安全風(fēng)險的五種狀態(tài)：①綠色安全狀態(tài)：判斷橋隧結(jié)構(gòu)荷載、運營環(huán)境、關(guān)鍵結(jié)構(gòu)等健康監(jiān)測數(shù)據(jù)均在正常范圍，滿足交通規(guī)范要求，橋隧使用功能正常，結(jié)構(gòu)安全；②藍(lán)色預(yù)警狀態(tài)：個別結(jié)構(gòu)狀態(tài)特征指標(biāo)超出1級閾值，對橋隧正常使用功能有輕度影響；③黃色預(yù)警狀態(tài)：多項結(jié)構(gòu)狀態(tài)特征指標(biāo)超出1級閾值，或個別結(jié)構(gòu)狀態(tài)特征指標(biāo)超出2級閾值，影響橋隧正常使用功能；③橙色預(yù)警狀態(tài)：多項結(jié)構(gòu)狀態(tài)特征指標(biāo)超出2級閾值，或個別與結(jié)構(gòu)安全密切相關(guān)的狀態(tài)特征指標(biāo)超過3級閾值，已經(jīng)嚴(yán)重影響橋隧的正常使用，若不及時治理會增加橋隧結(jié)構(gòu)安全風(fēng)險；④紅色預(yù)警狀態(tài)：對監(jiān)測數(shù)據(jù)和專項檢查結(jié)果進(jìn)行技術(shù)評估或?qū)＜視徍蟠_認(rèn)，橋隧已出現(xiàn)危及結(jié)構(gòu)安全的嚴(yán)重缺陷，如果橋隧載荷、外部環(huán)境風(fēng)險明顯加劇，橋隧結(jié)構(gòu)無法正常使用，隨時可能造成橋隧結(jié)構(gòu)安全事故，需進(jìn)行應(yīng)急處治。

3.結(jié)構(gòu)安全評估

橋隧結(jié)構(gòu)安全評估從技術(shù)層面可分為一級評估和二級評估。一級評估：針對特定安全風(fēng)險，基于監(jiān)測數(shù)據(jù)、人工檢查成果或結(jié)構(gòu)計算分析結(jié)果等進(jìn)行的專項安全風(fēng)險評估。二級評估：面向橋隧結(jié)構(gòu)總體風(fēng)險，基于監(jiān)測數(shù)據(jù)、人工檢查成果、結(jié)構(gòu)正向計算分析結(jié)果、基于損傷識別和模型修正等逆向算法的結(jié)構(gòu)承載能力分析評估結(jié)果，以及其他安全一級評估結(jié)果進(jìn)行的綜合性結(jié)構(gòu)安全風(fēng)險評估。安全二級評估應(yīng)在一級評估的基礎(chǔ)上進(jìn)行，宜采用模型修正或損傷識別等逆向算法對橋隧結(jié)構(gòu)有限元模型進(jìn)行修正后，再進(jìn)行極限承載力分析，綜合評估確定橋隧結(jié)構(gòu)的整體安全狀態(tài)。

4.全流程動態(tài)跟蹤管理

有效地對結(jié)構(gòu)的安全進(jìn)行預(yù)警及評估離不開完善的流程機制，通過電子流子系統(tǒng)，實現(xiàn)了貫穿風(fēng)險事件觸發(fā)、預(yù)警狀態(tài)管理、實時信息推送、報告報表發(fā)布、運管應(yīng)急響應(yīng)、養(yǎng)護決策支持的建養(yǎng)全流程動態(tài)跟蹤管理。

六、結(jié)束語

利用現(xiàn)代傳感測試技術(shù)、計算機科學(xué)技術(shù)、光電子信息技術(shù)、橋梁結(jié)構(gòu)計算分析技術(shù)、結(jié)構(gòu)安全風(fēng)險管理技術(shù)等最新成果，構(gòu)建公路長大橋隧結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)。通過安全、可靠、實時的監(jiān)測預(yù)警和應(yīng)急響應(yīng)，對橋隧結(jié)構(gòu)安全進(jìn)行評估，最終形成科學(xué)的決策，切實提高公路長大橋隧的安全運營和養(yǎng)護管理水平，展現(xiàn)結(jié)構(gòu)真實的安全健康狀態(tài)。

作者單位：魏友志? ? 四川九洲北斗導(dǎo)航與位置服務(wù)有限公司

參? 考? 文? 獻(xiàn)

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