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虎门大桥突发“涡振”,桥梁安全监测系统如何实现动态预警?

2020-05-09 09:30:00 winextwinext 0


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从5月5日下午起,因受涡振影响,虎门大桥开始实行双向交通管制措施,至今仍未恢复通车。

专家组初步判断,虎门大桥本次振动的主要原因是,由于沿桥跨护栏连续设置水马(挡墙),改变了钢箱梁的气动外形,在特定风环境条件下,产生的桥梁涡振现象。

作为广深珠高速公路网的主要组成部分,虎门大桥是广东沿海地区重要的交通枢纽,自1997年通车至今,始终平稳运行。

所幸的是,经历此次“惊魂”,虎门大桥结构仍安全可靠,不会影响后续使用的结构安全和耐久性。

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不过,对于桥梁工程结构的维护与管理,再次成为大家议论的焦点。我们应当如何运用技术手段,对桥梁进行健康检测、结构安全评估以及损耗监测?

据交通运输部统计,截止2018年末,全国公路桥梁85.15万座、5568.59万米,比上年增加1.90万座、342.97万米,其中特大桥梁5053座、902.69万米,大桥98869座、2637.04万米。

现代化大型桥梁是交通主干道的重要节点,对交通运输发展具有重大影响,是国家、地区经济发展与技术进步的象征。

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由于桥梁工程结构的特殊性,其一旦建成投入使用后,除了材料自身性能会不断退化、老化外,还会受到车辆、风、地震、疲劳、超载、人为等因素作用,从而导致结构或构件有不同程度的自然损伤和突然损伤。

为了避免桥梁坍塌事故的发生,利用物联网技术对桥梁进行健康检测与安全评估,以及危桥的损伤检测和监控,已成为当前世界各国远程、实时、无线检测设计及决策人员的共识。

唯传科技拥有针对桥梁安全监测的全栈式监测终端产品及解决方案,通过搭建桥梁安全监测系统,包括应力索力监测、震动倾斜监测、沉降裂缝监测、环境监测等,为桥梁养护管理单位提供长期实时的桥梁监测数据,保护桥梁健康安全的运行。

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本方案主要基于物联网LoRa技术,将桥梁监测数据通过LoRa网络传输至云端集中监控,同时通过桥梁安全监测系统对数据进行处理与分析,并对异常数据进行实时报警,从而及时发现桥梁存在的安全隐患,保障桥梁健康安全的运行。既能为桥梁养护管理单位减少运维成本,又能提升桥梁安全管理能力。

由于大桥桥面直接承担着车辆荷载,受荷载影响最为直接,因此对桥面进行应力监测,可以了解作为主要承力构件的受力状态,及时诊断桥梁的病害。唯传通过在桥梁重要部位安装内埋式/表面式应变计进行应力监测,为控制车辆载荷和桥梁结构的疲劳分析提供数据支撑。同时通过磁通量传感器进行索力监测,测定构件的内力。

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桥梁动力特性参数(频率、振型和阻尼)和振动水平(震动强度和幅度)是桥梁整体安全的标志,桥梁质量的退化会引起结构震动特性的改变,因此对桥梁动力特性及振动水平的监测能够起到整体上对桥梁结构健康状态监测的目的。唯传通过安装磁电式震动传感器对桥梁振动进行长期监测。同时将盒式固定测斜仪安装于桥墩、桥塔、梁体、拱圈等处,测量被测物体的倾斜度。在桥梁的沉降裂缝监测方面,唯传则通过Sensor Box对接压差式变形测量传感器和裂缝计,对桥梁等结构物体的沉降、挠度、裂缝及开合度进行长期自动监测,确保桥梁的安全健康运行。

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风速/风向监测

唯传对桥梁周遭环境信息的采集同样重视,如对风速风向等相关环境参数的实时测量,并以此为桥梁结构新能分析提供依据。此次虎门大桥桥梁涡振,经过专家组分析,主要原因便是由于沿桥跨边护栏连续设置水马,改变了钢箱梁的气动外形,在特定风环境条件下产生的。

桥梁是一个国家基础设施的重要组成部分,在国家建设和人民生活中发挥着重要作用,桥梁结构的安全性与耐久性受到人们的高度重视。

此次虎门大桥桥梁涡振,再次给我们敲响了警钟,桥梁安全监测系统必不可少!唯传相信,未来物联网技术在远程桥梁结构健康监测中,必然会成为一个不可或缺的环节。


标签:  虎门大桥 物联网 桥梁监测