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(tuán)企業(yè)。
7月是國省干線公路橋梁、隧道養(yǎng)護(hù)的重要時期，相比傳統(tǒng)的人工檢測、養(yǎng)護(hù)方式，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和技術(shù)因其智能高效、安全性高、數(shù)據(jù)可追溯等優(yōu)勢，在橋隧的日常養(yǎng)護(hù)中被大量應(yīng)用。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了物與物、人與物的互聯(lián)互通，工作人員可以通過網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備實(shí)時監(jiān)控橋隧，獲取異常信息，及時上報和處理，使養(yǎng)護(hù)更加信息化、智能化、集約化。
本文集中展示福建、江蘇等省干線公路橋隧管養(yǎng)中使用的較為前沿的養(yǎng)護(hù)技術(shù)，報道其在日常養(yǎng)護(hù)中發(fā)揮的實(shí)際作用，以供參考。
福建：上天入地立體監(jiān)控
特約記者 陳妍潔 通訊員 羅文華
近日，在福建省南平武夷山市上埔大橋上，伴隨著轟鳴聲，一架白色小型無人機(jī)正在對大橋進(jìn)行“體檢”。無人機(jī)時而盤旋爬升，時而在空中懸停，圍繞上埔大橋進(jìn)行“全景”拍攝。利用無人機(jī)懸掛的高分辨率攝像頭，檢測人員只用半個小時就完成了大橋的檢測工作，支座缺失、變形，底部病害等情況在鏡頭前暴露無遺。
南平水網(wǎng)密布，橋梁尤其是大跨徑橋梁多。這些公路橋梁大部分建于上世紀(jì)七八十年代，以雙曲拱、剛架拱等輕型結(jié)構(gòu)橋梁為主。隨著近年來車流量的增大，橋梁病害急劇增長，傳統(tǒng)的人工檢測已經(jīng)無法滿足現(xiàn)實(shí)需要。
南平市公路管理部門以科技創(chuàng)新和信息技術(shù)為抓手，利用大數(shù)據(jù)對橋梁和隧道進(jìn)行“智慧管養(yǎng)”?！按髷?shù)據(jù)+橋隧養(yǎng)護(hù)”的新模式，讓南平掙脫了閩浙群山的束縛，確保了閩北經(jīng)濟(jì)發(fā)展大動脈的通暢運(yùn)行。
無人機(jī)檢測高凈空橋梁
據(jù)南平市公路局直屬分局副局長孫立陽介紹，南平市國省干線上共有橋梁449座，其中，高凈空橋梁、涉水橋梁的日常檢查是難點(diǎn)。以往，日常巡查多采用望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行遠(yuǎn)距離觀察，但橋梁支座、橋底情況無法全面觀測。利用無人機(jī)進(jìn)行飛行檢測之后，不僅使檢測結(jié)果更加全面，而且為后續(xù)的處理帶來了便利。
順昌縣金溪大橋是南平公路人運(yùn)用無人機(jī)檢測后及時發(fā)現(xiàn)橋梁病害并迅速處置的第一例。當(dāng)時，南平市公路局直屬分局橋隧中心在運(yùn)用無人機(jī)檢測時發(fā)現(xiàn)，金溪大橋出現(xiàn)了拱肋裂縫、加固鋼板銹蝕、混凝土剝落等不同程度的病害，尤其是第五跨2號、3號弦桿出現(xiàn)了貫穿性斷裂，被評為四類危橋，已經(jīng)不能滿足行車條件。根據(jù)無人機(jī)拍攝的高清圖片，南平市公路局迅速組織相關(guān)單位就金溪大橋病害進(jìn)行了商討，僅3天就確定加固方案，不到兩個月就完成危橋處置，確保316國道南平段的正常運(yùn)行。
實(shí)時判斷橋梁健康狀況
今年年初，南平市引進(jìn)橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)，以智能監(jiān)測代替人工檢測，橋梁有了24小時的健康管家。橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)通過在橋梁設(shè)置傳感器組成局域網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對橋梁關(guān)鍵部位的溫度、應(yīng)變（應(yīng)力）振動（加速度）、縫隙變化等各項(xiàng)參數(shù)的24小時不間斷監(jiān)測，從中抽取對橋梁結(jié)構(gòu)損傷敏感的特征因子，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，系統(tǒng)可以實(shí)時判斷橋梁的健康狀況，為橋梁上的各種活動提供可靠有效的參考依據(jù)。橋梁養(yǎng)護(hù)人員通過系統(tǒng)提供的早期危險報警信息和損傷評估來進(jìn)行作業(yè)，達(dá)到從探測、報警、聯(lián)動控制直至消除安全隱患的全方位一體化要求。
此外，按時更新橋梁管理系統(tǒng)、執(zhí)行橋梁養(yǎng)護(hù)管理月報制度、完善橋梁檔案管理以及數(shù)據(jù)庫更新工作……一項(xiàng)項(xiàng)措施都為橋梁安全保駕護(hù)航。
2017年，南平市公路局通過開展“橋梁養(yǎng)護(hù)年”養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)化主題活動，實(shí)現(xiàn)當(dāng)年實(shí)施處置率、橋梁監(jiān)管率、一橋一檔覆蓋率、橋梁養(yǎng)護(hù)工程師培訓(xùn)率四個100%目標(biāo)。
智慧管理提高隧道運(yùn)行效率
除了對橋梁進(jìn)行“智慧管養(yǎng)”外，南平市國省干線上的10條隧道也已基本實(shí)現(xiàn)智能化管理。
“坐在市公路局監(jiān)控指揮中心的大屏幕前，不僅可以對隧道內(nèi)的燈光照明、排水系統(tǒng)、路面情況及交通狀況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，還能控制隧道內(nèi)照明設(shè)備的啟閉，根據(jù)一氧化碳、灰塵濃度自動啟停風(fēng)機(jī)?！蹦掀绞泄肪致肪W(wǎng)中心副主任袁衛(wèi)強(qiáng)介紹，在南平市公路局管養(yǎng)的隧道內(nèi)，已經(jīng)織成一張由1個監(jiān)控指揮中心、15塊可變信息大屏、23個攝像頭共同組成的“智慧網(wǎng)”，全天候?qū)λ淼纼?nèi)的排水、消防、高壓配電等全面監(jiān)控，在保證交通安全的前提下，不斷提高隧道運(yùn)行效率。
今年，南平市公路局在去年開展“橋梁養(yǎng)護(hù)年”的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開展“橋涵隧預(yù)防性養(yǎng)護(hù)年”主題活動，將通過無人機(jī)、橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)、隧道監(jiān)測系統(tǒng)等現(xiàn)代科技手段以及其他傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)方式，力爭實(shí)現(xiàn)國省干線公路橋涵隧病害排查率、當(dāng)年預(yù)防性養(yǎng)護(hù)覆蓋率、附屬設(shè)施完善率三個100%的目標(biāo)，國省干線公路橋涵隧構(gòu)造物技術(shù)狀況指數(shù)BCI達(dá)95以上，進(jìn)一步提高橋涵隧管養(yǎng)水平，保障運(yùn)營橋涵隧使用安全。
江蘇：省級監(jiān)控超前預(yù)警
駐江蘇首席記者 施科 通訊員 馬尚 毛錚 劉睿
日前，江蘇省蘇州市204國道張家港大橋、524國道平望大橋等橋梁的安全監(jiān)測項(xiàng)目完成交工驗(yàn)收。橋梁安全監(jiān)測系統(tǒng)通過在橋梁受力條件最為復(fù)雜的地方安裝“應(yīng)變片”，實(shí)時監(jiān)測橋梁的溫度、形變，并與橋梁稱重系統(tǒng)共同配合，監(jiān)測橋梁內(nèi)部應(yīng)力的變化，一旦數(shù)據(jù)突破閾值，就會產(chǎn)生報警信息。這些數(shù)據(jù)和報警信息將通過遠(yuǎn)程傳輸，實(shí)時展現(xiàn)在江蘇省干線公路橋梁監(jiān)測平臺上，為橋梁后期養(yǎng)護(hù)提供數(shù)據(jù)支撐，以便管理人員進(jìn)行綜合決策。
通過監(jiān)測平臺獲取橋梁服役狀態(tài)數(shù)據(jù)后，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對橋梁重要結(jié)構(gòu)參數(shù)的24小時實(shí)時監(jiān)測和報警——當(dāng)發(fā)生超重車過橋、承重結(jié)構(gòu)應(yīng)變及應(yīng)力超過控制值等事件時，即時啟動針對性的人工檢查，及時制定處理方案，保障橋梁運(yùn)營安全。
江蘇省公路管理部門借鑒跨江跨海特大型橋梁的結(jié)構(gòu)監(jiān)測經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合普通國省干線公路橋梁的養(yǎng)護(hù)現(xiàn)狀，實(shí)施了“江蘇省普通干線公路橋梁檢測策略”，研究重點(diǎn)橋梁安全監(jiān)測技術(shù)，并下發(fā)了《江蘇省普通干線公路橋梁安全運(yùn)行檢測實(shí)施方案（2016—2020年）》，建設(shè)完成了省級監(jiān)測數(shù)據(jù)平臺，規(guī)范了數(shù)據(jù)上報的接口，統(tǒng)一負(fù)責(zé)所有橋梁的數(shù)據(jù)分析工作。這是江蘇為推動交通基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化、聯(lián)網(wǎng)化、智能化發(fā)展，加快建設(shè)和形成裝備與設(shè)施協(xié)同的數(shù)字化交通基礎(chǔ)設(shè)施所做的新嘗試。
“十三五”期，江蘇省將對76座普通干線公路重要橋梁全面推廣應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)。
河北：閉環(huán)管養(yǎng)集約高效
特約通訊員 譚磊 通訊員 梁國華
手拿一部智能手機(jī)對橋梁進(jìn)行仔細(xì)巡查和拍照后，河北省承德市灤平縣養(yǎng)護(hù)中心巡查員孫勇將實(shí)時采集的數(shù)據(jù)形成巡查報告，及時通過手機(jī)終端發(fā)送至養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)。
“承德市智能化日常養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)”可以將信息采集、上傳、分析、反饋、處置系統(tǒng)與日常養(yǎng)護(hù)相結(jié)合，基本實(shí)現(xiàn)養(yǎng)護(hù)管理工作流程的完整閉合，使養(yǎng)護(hù)更加規(guī)范、精準(zhǔn)、集約。得益于此，承德市干線公路路況綜合指數(shù)由2013年的86.8上升至如今的91.6。
“我們?nèi)粘ｐB(yǎng)護(hù)巡查根據(jù)橋梁的中心坐標(biāo)，在坐標(biāo)300米范圍內(nèi)進(jìn)行巡查上報，只有通過管理信息系統(tǒng)認(rèn)可才能視為有效巡查?！睂O勇說，系統(tǒng)中單獨(dú)設(shè)立橋隧日常巡查養(yǎng)護(hù)模式，可以保留全部工作痕跡，不存在弄虛作假的情況，“互聯(lián)網(wǎng)+”使日常養(yǎng)護(hù)和橋隧巡查真正落到了實(shí)處。
“管理信息系統(tǒng)是‘市—縣—工區(qū)’三級聯(lián)網(wǎng)，市級管理部門可以對基層養(yǎng)管全過程進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，確保了日常養(yǎng)護(hù)更加精準(zhǔn)。”承德市公路管理局養(yǎng)護(hù)中心技術(shù)員劉勝利說，此前，巡查員都是手動編寫巡查記錄，費(fèi)時費(fèi)工，病害描述得也不夠準(zhǔn)確。如今，巡查員只需要帶上一部手機(jī)，就可以對病害情況進(jìn)行精準(zhǔn)的匯總，遇到疑似病害，可以通過管理信息系統(tǒng)快速進(jìn)行分析確認(rèn)，大大提高了巡查病害的效率。
不僅如此，通過管理信息系統(tǒng)GPS準(zhǔn)確定位，養(yǎng)護(hù)人員在沒有巡查員指引下，也可以輕松找到病害發(fā)生點(diǎn)進(jìn)行及時處理。
“系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)分析模塊極大提高了資金管理、日?？己?、人員管理的效率，僅人員投入方面，每100公里就減少養(yǎng)路工21人，減少率42%?！背械率泄饭芾硖幪庨L劉樹立說，人員減少的背后是效率的提高，每名養(yǎng)路工的日工作量由原來的2公里，增加到3.5公里。
通過引入管理信息系統(tǒng)，承德市逐漸形成了一套較為完整的信息化綜合管理體系，結(jié)合傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)特點(diǎn)和自身優(yōu)勢，對公路、橋梁、隧道的管養(yǎng)工作進(jìn)行智慧分割，養(yǎng)護(hù)資金也不再是“一刀切”，而是將橋梁、隧道與普通路段進(jìn)行精細(xì)區(qū)分，通過系統(tǒng)內(nèi)的生產(chǎn)日志，進(jìn)行計(jì)量支付，更加集約高效。
江西：中小跨徑橋梁“云”呵護(hù)
林旭 記者 黃金
江西省南昌市境內(nèi)中小橋梁所占比例大，因受氣候、環(huán)境等自然條件的影響和巡檢、養(yǎng)護(hù)等方面的限制，中小跨徑橋梁的安全系數(shù)一度低于大型橋梁。南昌市公路管理局目前正在中小跨徑橋梁中推廣使用自主研發(fā)的健康監(jiān)測系統(tǒng)，為橋梁配備全天候健康“醫(yī)生”。
該系統(tǒng)是南昌市公路管理局和江西省交通科學(xué)研究院聯(lián)合研發(fā)的“中小跨徑橋梁安全與健康監(jiān)測云平臺”具體應(yīng)用工程之一，利用云平臺對橋梁進(jìn)行分析檢測，不僅實(shí)現(xiàn)了高精度檢測，且成本較低。
目前，南昌市公路管理局已完成昌萬公路三陽大橋、105國道傅家嘴大橋和萬埠大橋3座大橋的健康監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)。
據(jù)了解，健康監(jiān)測系統(tǒng)是根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)布設(shè)應(yīng)變傳感器、加速度傳感器和溫濕度傳感器等，實(shí)時采集環(huán)境溫度和結(jié)構(gòu)應(yīng)變數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)通過路網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測與應(yīng)急處置平臺專網(wǎng)實(shí)時傳送至南昌市公路局公路路網(wǎng)管理中心，并由健康監(jiān)測系統(tǒng)專業(yè)軟件實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)實(shí)時分析和處理。
超限超載運(yùn)輸車輛容易對橋梁造成安全隱患，健康監(jiān)測系統(tǒng)可以實(shí)時監(jiān)測橋梁環(huán)境變化和車輛荷載作用下橋梁結(jié)構(gòu)響應(yīng)，當(dāng)數(shù)據(jù)異?；蜍囕v超限時立刻發(fā)出警示，保障橋梁安全。該系統(tǒng)還可以通過對歷史數(shù)據(jù)積累與分析，準(zhǔn)確把握橋梁技術(shù)狀況及交通流量情況，為橋梁的管理與維護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。
浙江：“智視”檢測安全精準(zhǔn)
特約記者 夏雨
洪磊是浙江省寧波市市級專職橋梁（隧道）管理的一名80后工程師，一個人管理著寧波全市約6000座公路橋隧，這在很多人看來是不可能完成的任務(wù)，“這全靠智能‘小助手’。”
洪磊口中的智能“小助手”，是他手機(jī)上的“中國橋梁管理系統(tǒng)”。該系統(tǒng)將寧波市大大小小的橋梁隧道納入統(tǒng)一檢測管理當(dāng)中。
“智能系統(tǒng)的運(yùn)用改變了以往手抄錄入式的原始檢測管理方式，我們只需帶一部手機(jī)，掃描每座橋隧的‘身份證’，也就是專屬二維碼，就可以填寫記錄相關(guān)檢測信息?！焙槔谡f。
除了格式化文字的描述，手機(jī)還能實(shí)時上傳現(xiàn)場照片?！巴ㄟ^圖片可以觀測出一些橋隧病害的細(xì)微變化，這樣管理就可以更精準(zhǔn)、更高效?！焙槔谡f。
不僅如此，“中國橋梁管理系統(tǒng)”中橋隧“智視”檢查系統(tǒng)的運(yùn)用，使橋隧隨時能得到360度無死角的檢測。檢測人員只需將設(shè)備架在合適位置，就能對橋梁底部、公路隧道頂部以及一些人員不易到達(dá)的位置進(jìn)行無死角拍攝，形成一組連續(xù)照片，代替以往人工檢測，且更安全和精確。
溫州市公路管理部門則在進(jìn)一步完善國道、省道橋隧管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，建立省、市、縣互聯(lián)互通實(shí)時更新的橋隧管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)橋隧與干線公路的統(tǒng)一管理。同時，為大橋及隧道安裝最新視頻監(jiān)控系統(tǒng)，對長大橋梁隧道運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)、處置各類突發(fā)事件，準(zhǔn)確處理各類問題，提高橋隧養(yǎng)護(hù)管理水平。
溫州市公路管理局相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，橋隧管理系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)將和溫州市智慧公路系統(tǒng)進(jìn)行對接，實(shí)現(xiàn)信息和數(shù)據(jù)的共享，為橋隧日常養(yǎng)護(hù)管理與干線公路建設(shè)決策提供更多的數(shù)據(jù)及技術(shù)支撐。
