中交路橋科技是從事工程檢測監(jiān)測、城市安全監(jiān)測預(yù)警與評價、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團企業(yè)。
美國聯(lián)合太平洋鐵路公司（UP）約有18000座橋梁，每年由經(jīng)過培訓(xùn)的專業(yè)人員至少檢查兩次。根據(jù)美國土木工程師協(xié)會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，美國約40%的橋梁使用年份超過50年，這些橋梁重要結(jié)構(gòu)的健康狀態(tài)需要通過現(xiàn)場檢查進行監(jiān)測。
在改善監(jiān)測方法的過程中，UP公司希望廣泛地引入智能監(jiān)控技術(shù)。公司的橋梁維護負(fù)責(zé)人表示，由于無法監(jiān)測橋梁在定期檢查間隔期間存在的潛在問題，UP公司正在與美國內(nèi)布拉斯加大學(xué)、密歇根大學(xué)以及橋梁監(jiān)測項目SENSR監(jiān)測技術(shù)中心合作，希望能夠開發(fā)出全新的橋梁監(jiān)測工具。
▲UP公司列車通過德克薩斯州佩科斯河大橋
SENSR監(jiān)測技術(shù)中心研究成果
在SENSR監(jiān)測技術(shù)中心，研究人員已經(jīng)取得了相關(guān)成果。該公司研發(fā)了一種可以對橋梁監(jiān)測數(shù)據(jù)進行無線處理和傳輸?shù)脑O(shè)備，如果橋梁結(jié)構(gòu)顯示出異常，設(shè)備就會及時發(fā)出警報。目前，該技術(shù)已經(jīng)在UP公司7座重要的橋梁上試用，另有3座橋梁正在安裝中。
今年上半年，一艘駁船撞擊了UP位于伊利諾斯州南部密西西比河的底比斯橋，緊急救援人員和橋梁專家團隊在幾分鐘內(nèi)就受到了警報。UP公司橋梁維護負(fù)責(zé)人表示，以前對這種事件的處理方法，通常是在檢查人員到達現(xiàn)場之前，禁止一切列車通過，而這樣做常常會耽誤幾個小時；使用這種監(jiān)測工具，公司可以通過遠程監(jiān)控設(shè)備監(jiān)控橋梁結(jié)構(gòu)，如果橋墩已經(jīng)恢復(fù)到正常狀態(tài)，那么在檢查人員到達現(xiàn)場之前，就能夠恢復(fù)列車低速通行。
▲SENSR的橋墩監(jiān)測設(shè)備
內(nèi)布拉斯大學(xué)研究進展
在內(nèi)布拉斯加大學(xué)，研究人員正在使用傳感器收集鋼橋的相關(guān)數(shù)據(jù)。他們以UP公司位于內(nèi)布拉斯加哥倫布市一座具有百年歷史的橋梁為對象進行研究，該團隊在特定的橋梁組件上安裝了傳感器，并在測試之后建立了一個橋梁分析模型。研究人員希望以此幫助檢測人員通過定量數(shù)據(jù)判斷橋梁缺陷狀態(tài)，而不僅是依賴多年的專業(yè)經(jīng)驗。
▲內(nèi)布拉斯加大學(xué)安裝傳感器
密歇根大學(xué)研究進展
在密歇根大學(xué)，研究人員也在開展一個類似的項目，該項目由美國交通部撥款資助。研究人員在UP公司位于田納西州孟菲斯市附近的兩座橋上安裝了變形測量器，通過設(shè)備將收集到的數(shù)據(jù)傳輸至研究中心進行分析整理。他們關(guān)注的是載重量，例如列車重量或大風(fēng)力度對橋梁關(guān)鍵部件帶來的影響，導(dǎo)致橋梁疲勞等問題。此外，研究人員還將鐵路路網(wǎng)的影響，例如列車運行班次、列車載重量、運輸路線以及橋梁分析數(shù)據(jù)等信息進行整合，輸入到一個全新設(shè)計的決策工具，以供UP公司進行管理。一旦研究人員監(jiān)測到橋梁數(shù)據(jù)的異常，就會立即向UP公司發(fā)出警告，由其派出一名檢查人員到現(xiàn)場排查。
▲密歇根大學(xué)利用監(jiān)測工具進行研究
目前，UP公司95%的橋梁每年至少檢查兩次，超過了聯(lián)邦政府的規(guī)定（聯(lián)邦政府規(guī)定投入使用少于10年或者沒有檢查出缺陷的橋梁每年僅需檢查一次）。未來，如果這項技術(shù)得到大范圍推廣應(yīng)用，那么只需簡單地設(shè)備安裝與對應(yīng)的解決方案就能作為橋梁現(xiàn)場檢查的補充，從而提升整個美國的路網(wǎng)安全。
