近年來,各種車輛數量成倍增長,隨之而來的是對路面道路承載量的要求越來越高,為了緩解道路交通壓力,各個城市都在努力加強道路交通建設,于是一座座高架橋平地而起,高架橋的設計是用立體的方式有效地緩解著路面交通的壓力。

作為立體的交通建設,它的質量及安全系數也是相當高的,即便如此,高架對在上面行駛的車輛也是有要求的,比如對車子的高度啊,承載量之類,都不能超過核定的要求。10日發生在江蘇無錫某路段的高架橋坍塌事件又一次敲響了警鐘。

高架橋坍塌事件頻發,敲響安全警鐘

10月10日18時10分許,江蘇省無錫市312國道K135處、錫港路上跨橋發生橋面側翻事故。據卓源科技了解,經現場搜救確認,橋下共有3輛小車被壓,其中一輛是停放車輛(無人,駕駛員已找到),另外2輛車上共有3人,已死亡。側翻橋面上共有5輛車,其中3輛小車、2輛卡車。事故造成3人死亡,2人受傷。

當晚22時左右,江蘇省交通運輸廳官方微博轉發消息稱,事故發生時,一嚴重超載貨車在橋上行駛,可能是橋梁垮塌的直接原因。

無獨有偶,就在十天之前,也就是舉國歡慶的10月1日當天,臺灣省宜蘭縣有著21年橋齡的重要地標——南方澳跨港大橋突然坍塌,事故已經造成6人死亡、多人受傷。

隨著臺當局調查的深入,這座大橋被曝在過去21年里,主管單位臺灣港務公司從未對其進行獨立檢測。并且,經港務公司追查,竟發現其管轄內的17座橋,有8座尚未進行檢驗,其中有2座甚至是在10年前完成的。

2011年7月,5天內,3座大橋相繼發生坍塌事故,大橋“連連塌”事件無疑為人們敲響了警鐘,驚心之余,大家也在積極討論如何才能減少甚至杜絕此類悲劇的發生。

物聯網在橋梁監測中的應用

橋梁是連接現代交通的“咽喉”,然而其一旦建成投入使用后,就會進入不斷退化、老化的階段。

由于反復承受著車輪的磨損、沖擊,遭受暴雨、洪水、風沙、冰雪、日曬、凍融等自然因素的侵蝕破壞,橋梁部分建筑材料的性質隨著使用時間的增長會發生衰變,橋梁的安全性能會受到影響。同時有些橋梁的設計和施工達不到應用的要求,加上近幾年我國交通和重型汽車數量的不斷快速增長,種種因素累積,造成橋梁倒塌悲劇的發生。

一系列令人觸目驚心的橋梁坍塌事故,提醒我們必須高度重視橋梁的健康檢測與安全評估,及危橋的損傷檢測和監控,爭取消除隱患。所以對橋梁健康狀況進行監測和評價,掌握其健康狀況有非常重要的意義。橋梁結構的監測也就成為橋梁結構安全養護和保障正常使用的主要技術手段。

顯然,監測的過程僅靠人力是不可能的——費時費力費成本不說,還無法做到監測的實時性,像上文中提及的“南方澳大橋21年未做獨立檢測”的現象絕非個例。因此,物聯網技術在遠程橋梁結構健康監測中,成為一個不可缺少的重要環節。

卓源科技了解到,物聯網技術應用于橋梁監測主要體現在兩個方面:

1、應對貨車超載

在高架橋兩端加裝路面壓力傳感器,通過物聯網進行車輛載重和類型識別,和攝像頭連接獲取違規車輛的車牌信息,在進行分級實時告警的同時,還可以統計路面總體載荷。

目前,此類交通設施智能管理平臺已在上海投入試運營。今后超載貨運車一旦違規駛上高架橋梁,橋上埋設的線圈會自動感知微小受力變化,同步向智能管理平臺報警。據相關工程技術專家介紹,以前高架橋梁對重車的監控大都是人工觀察,今后可以通過在道路內植入帶有信號發射功能的傳感器,實時監測每一座設施的荷載和運作狀況。一旦有超過該橋梁負荷的卡車出現,傳感器能及時感應并向監控平臺自動報警,工作人員上報信息,由執法者對違規卡車進行及時處理。

2、對橋梁健康狀況進行日常監測

在大橋中植入若干個不同種類的傳感設備,另設立匯集節點/網關和實時監測平臺,利用低功耗廣域網等技術無線傳輸監測數據并發送數據至匯集節點,再將數據傳入平臺層進行儲存、處理與分析,并根據分析結果及時采取應對措施,比如當橋梁極限承載力損失嚴重時,考慮將其拆除。

在武漢市,中鐵大橋科學研究院的技術人員為42座橋梁安裝15種、共1929個傳感器,硬件設備更是達到了25類、共3053套。技術人員將通過這些傳感器和硬件設備對橋梁的結構安全(即應變、裂縫、位移、撓度、傾角、溫濕度)、車輛荷載(即車型、車速、車重、軸重、車長)、獨柱墩匝道傾覆及滑移(即應變、位移、傾角)、沉降及橋面線形(即撓度、GPS)等關鍵參數進行監測。橋梁的結構狀況、基礎沉降、車輛監測抓拍等各種監測數據將實時地通過互聯網存儲至云計算數據中心服務器中,從而實現“一橋一檔”電子化戶籍式管理。

其次,技術人員還會到現場對橋梁外觀進行檢查,并將檢查結果通過手機APP上傳。各級管理人員或技術人員可以通過任何一臺電腦的瀏覽器或手機APP進行登錄訪問,實時掌握這42座橋梁的健康狀況,有助于技術人員及時處理突發事件、及時修復病害橋梁、確保橋梁運營安全。

另外,“智慧橋梁”系統還能自動生成維修建議,并通過查閱系統中的監控視頻、檢測數據,為事后追溯、索賠提供依據。

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2019年10月11日

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