招商交科：城市大橋的全科智能醫(yī)生

       2022年10月21日，《中國交通報》在第三版以《招商交科：城市大橋的全科職能醫(yī)生》為題，全文刊發(fā)橋梁研究院文章，展現(xiàn)招商交科通過開發(fā)智能設備，融入大數(shù)據(jù)理念，構(gòu)建全息養(yǎng)護平臺等多種方式，解決城市大橋的運維安全問題，為建設交通強國、數(shù)字中國貢獻交科方案。

 

鄧雅思
 

超載監(jiān)控系統(tǒng)應用在曾家?guī)r大橋工程
 

       隨著大型城市的發(fā)展進程，城市人口膨脹，交通量激增，城市交通基礎設施面臨路網(wǎng)繁密、結(jié)構(gòu)復雜、超限超載、老化殘化等諸多問題，再加上周邊建筑密集、運營環(huán)境復雜、生態(tài)環(huán)境惡化等不利因素，設施運維安全隱患日益突出。橋梁作為大型城市的重要交通基礎設施，對提升運維安全性的需求尤為迫切。

       招商局重慶交通科研設計院有限公司（簡稱招商交科）致力于成為城市大橋的全科醫(yī)生，“測、防、診、治”一條龍，一攬子解決城市大橋的運維安全問題。不僅研究關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)智能設備，還融入大數(shù)據(jù)理念，構(gòu)建了全息養(yǎng)護平臺。這個大平臺，隔三差五給大橋做體檢，并實現(xiàn)日常監(jiān)測、重點檢測；根據(jù)體檢報告，為大橋提供養(yǎng)生建議，防患于未然；對有隱患的大橋，進一步出具診斷書，不僅確診病癥，還分析病因；最后，全科醫(yī)生對癥下藥，提供專業(yè)精準的治療服務，確保大橋無病養(yǎng)生，有病治愈。在“測、防、診、治”過程中積累的寶貴數(shù)據(jù)，還被用于精進醫(yī)術(shù)，提升預測準確度，將大橋的疾病扼殺在搖籃中，不僅提升了安全性，還大幅度節(jié)約養(yǎng)護經(jīng)費。

       如此神奇的全科醫(yī)生，“測、防、診、治”是如何實現(xiàn)的呢？

       測——“病源”的監(jiān)測與檢測

       超限荷載、車船撞擊、鋼筋銹蝕、預應力損傷、拉索斷絲等是導致橋梁發(fā)生損傷甚至倒塌的誘因。對這些可能導致城市橋梁“生病”的風險源，監(jiān)測和檢測技術(shù)是基礎。研究人員從“人因風險源”和“本體風險源”兩個角度出發(fā)，形成了基于新技術(shù)和智能化平臺的“兩監(jiān)三檢”技術(shù)。

       兩項監(jiān)測技術(shù)是指橋梁超限荷載監(jiān)測技術(shù)和基于機器視覺技術(shù)的橋區(qū)通航監(jiān)測技術(shù)；三項檢測技術(shù)是指混凝土內(nèi)部鋼筋銹蝕度檢測技術(shù)、城市橋梁預應力損失快速無損檢測技術(shù)和診斷拉索腐蝕斷絲位置和程度的無損檢測技術(shù)。

       防——“疾病”的防控與預警

       實現(xiàn)了對大橋“病源”的監(jiān)測和檢測后，需對“疾病”的產(chǎn)生進行防控和預警，以便及時了解橋梁狀態(tài)并及時采取措施，預防各類安全事故的產(chǎn)生。因此，催生了預警系統(tǒng)，包括實橋—模型交互的超限車輛預警系統(tǒng)和基于動態(tài)危險分區(qū)分級的橋梁船撞主動預警系統(tǒng)。為提升城市快速路橋梁、高速公路橋梁和跨航道橋梁的超限車輛管控、通行船舶管控、橋梁結(jié)構(gòu)安全及風險的高精度管控提供了新平臺。

       診——“病灶”的評價與診斷

       對于橋梁長期監(jiān)測或檢測獲得的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，或已經(jīng)出現(xiàn)的橋梁病害，合理的橋梁安全評價和“病灶”診斷是非常必要的。在橋梁病害診斷方面，車輛超限荷載譜及結(jié)構(gòu)安全評價方法、索結(jié)構(gòu)橋梁快速評估理論與方法和基于客觀賦權(quán)的城市橋梁網(wǎng)絡地震風險評估方法，突破了如何將車輛荷載譜應用于橋梁結(jié)構(gòu)響應及安全評價，以及目前國內(nèi)外的結(jié)構(gòu)響應及安全評價與實際二維車輛荷載的作用效應脫節(jié)從而導致評價精度不高等技術(shù)瓶頸，有效解決了索結(jié)構(gòu)橋梁關(guān)鍵構(gòu)件的快速診斷與評估難題以及城市橋梁抗震加固優(yōu)先級的策略指定過于依賴經(jīng)驗判斷的難題。

       治——“病狀”的修復與整治

       在了解清楚橋梁結(jié)構(gòu)病害的原因，采取了相關(guān)防控與預警技術(shù)，掌握了災害評價方法后，則需對癥下藥，對產(chǎn)生“病狀”的結(jié)構(gòu)本體進行處理整治。如針對橋梁承載能力不足的情況，可采取梁橋橫向預應力﹢鋼梁組合裝配式快速加固技術(shù)和截面轉(zhuǎn)換的加固方法；當橋梁抗撞能力較弱時，可采用組合結(jié)構(gòu)防撞設施和獨立式防撞設施進行性能提升；當橋梁抗震性能不足時，依據(jù)彌散塑性鉸理念，可采用超高性能混凝土（UHPC）的橋墩局部抗震加固技術(shù)，延長墩底潛在塑性鉸區(qū)的長度；而對于橋梁需整體更換的情況，采用集支撐、升降、轉(zhuǎn)動、運輸于一體的橋梁上部結(jié)構(gòu)快速更換智能裝備，能夠有效縮短作業(yè)時間。

       全科智能醫(yī)生已經(jīng)成功為數(shù)百座橋體檢、預警，治愈了23座橋梁，確保了橋梁安全服役，延長了橋梁的使用壽命，保障了人民生活安穩(wěn)有序，支撐了城鎮(zhèn)化建設的持續(xù)發(fā)展，獲得了社會的廣泛贊譽。