招商交科：城市大橋的全科智能醫(yī)生

       2022年10月21日，《中國(guó)交通報(bào)》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(guò)開發(fā)智能設(shè)備，融入大數(shù)據(jù)理念，構(gòu)建全息養(yǎng)護(hù)平臺(tái)等多種方式，解決城市大橋的運(yùn)維安全問(wèn)題，為建設(shè)交通強(qiáng)國(guó)、數(shù)字中國(guó)貢獻(xiàn)交科方案。

 

鄧雅思
 

超載監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用在曾家?guī)r大橋工程
 

       隨著大型城市的發(fā)展進(jìn)程，城市人口膨脹，交通量激增，城市交通基礎(chǔ)設(shè)施面臨路網(wǎng)繁密、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、超限超載、老化殘化等諸多問(wèn)題，再加上周邊建筑密集、運(yùn)營(yíng)環(huán)境復(fù)雜、生態(tài)環(huán)境惡化等不利因素，設(shè)施運(yùn)維安全隱患日益突出。橋梁作為大型城市的重要交通基礎(chǔ)設(shè)施，對(duì)提升運(yùn)維安全性的需求尤為迫切。

       招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司（簡(jiǎn)稱招商交科）致力于成為城市大橋的全科醫(yī)生，“測(cè)、防、診、治”一條龍，一攬子解決城市大橋的運(yùn)維安全問(wèn)題。不僅研究關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)智能設(shè)備，還融入大數(shù)據(jù)理念，構(gòu)建了全息養(yǎng)護(hù)平臺(tái)。這個(gè)大平臺(tái)，隔三差五給大橋做體檢，并實(shí)現(xiàn)日常監(jiān)測(cè)、重點(diǎn)檢測(cè)；根據(jù)體檢報(bào)告，為大橋提供養(yǎng)生建議，防患于未然；對(duì)有隱患的大橋，進(jìn)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(duì)癥下藥，提供專業(yè)精準(zhǔn)的治療服務(wù)，確保大橋無(wú)病養(yǎng)生，有病治愈。在“測(cè)、防、診、治”過(guò)程中積累的寶貴數(shù)據(jù)，還被用于精進(jìn)醫(yī)術(shù)，提升預(yù)測(cè)準(zhǔn)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(hù)經(jīng)費(fèi)。

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

       測(cè)——“病源”的監(jiān)測(cè)與檢測(cè)

       超限荷載、車船撞擊、鋼筋銹蝕、預(yù)應(yīng)力損傷、拉索斷絲等是導(dǎo)致橋梁發(fā)生損傷甚至倒塌的誘因。對(duì)這些可能導(dǎo)致城市橋梁“生病”的風(fēng)險(xiǎn)源，監(jiān)測(cè)和檢測(cè)技術(shù)是基礎(chǔ)。研究人員從“人因風(fēng)險(xiǎn)源”和“本體風(fēng)險(xiǎn)源”兩個(gè)角度出發(fā)，形成了基于新技術(shù)和智能化平臺(tái)的“兩監(jiān)三檢”技術(shù)。

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

       防——“疾病”的防控與預(yù)警

       實(shí)現(xiàn)了對(duì)大橋“病源”的監(jiān)測(cè)和檢測(cè)后，需對(duì)“疾病”的產(chǎn)生進(jìn)行防控和預(yù)警，以便及時(shí)了解橋梁狀態(tài)并及時(shí)采取措施，預(yù)防各類安全事故的產(chǎn)生。因此，催生了預(yù)警系統(tǒng)，包括實(shí)橋—模型交互的超限車輛預(yù)警系統(tǒng)和基于動(dòng)態(tài)危險(xiǎn)分區(qū)分級(jí)的橋梁船撞主動(dòng)預(yù)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(fēng)險(xiǎn)的高精度管控提供了新平臺(tái)。

       診——“病灶”的評(píng)價(jià)與診斷

       對(duì)于橋梁長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)或檢測(cè)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(píng)價(jià)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(píng)價(jià)方法、索結(jié)構(gòu)橋梁快速評(píng)估理論與方法和基于客觀賦權(quán)的城市橋梁網(wǎng)絡(luò)地震風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，突破了如何將車輛荷載譜應(yīng)用于橋梁結(jié)構(gòu)響應(yīng)及安全評(píng)價(jià)，以及目前國(guó)內(nèi)外的結(jié)構(gòu)響應(yīng)及安全評(píng)價(jià)與實(shí)際二維車輛荷載的作用效應(yīng)脫節(jié)從而導(dǎo)致評(píng)價(jià)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(píng)估難題以及城市橋梁抗震加固優(yōu)先級(jí)的策略指定過(guò)于依賴經(jīng)驗(yàn)判斷的難題。

       治——“病狀”的修復(fù)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(yù)警技術(shù)，掌握了災(zāi)害評(píng)價(jià)方法后，則需對(duì)癥下藥，對(duì)產(chǎn)生“病狀”的結(jié)構(gòu)本體進(jìn)行處理整治。如針對(duì)橋梁承載能力不足的情況，可采取梁橋橫向預(yù)應(yīng)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(dāng)橋梁抗撞能力較弱時(shí)，可采用組合結(jié)構(gòu)防撞設(shè)施和獨(dú)立式防撞設(shè)施進(jìn)行性能提升；當(dāng)橋梁抗震性能不足時(shí)，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(zhǎng)墩底潛在塑性鉸區(qū)的長(zhǎng)度；而對(duì)于橋梁需整體更換的情況，采用集支撐、升降、轉(zhuǎn)動(dòng)、運(yùn)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(shí)間。

       全科智能醫(yī)生已經(jīng)成功為數(shù)百座橋體檢、預(yù)警，治愈了23座橋梁，確保了橋梁安全服役，延長(zhǎng)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(shè)的持續(xù)發(fā)展，獲得了社會(huì)的廣泛贊譽(yù)。