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武汉“智慧桥梁”建设加速 24小时在线监测桥梁
时间:2020-06-15 12:51点击量:


“我们将着眼做好疫情防控‘加试题’,答好推进发展‘必答题’,扎实开展百日大干劳动竞赛,夺取疫情防控和企业发展‘双胜利’,助力武汉疫后重振和智慧桥梁建设‘齐推进’。”

6月5日,作为武汉城市桥梁智慧管理系统平台建设的主力军,中铁大桥科学研究院在光谷大桥现场举办了“抗疫情、保增长、大干100天劳动竞赛”动员大会,向武汉市民做出庄重承诺。

武汉拥有城市桥隧共756座,其中桥管处自管桥隧334座,行业监管桥隧422座,总计覆盖面积800余万平米。为了实时掌握桥梁的健康状况,确保桥梁运营安全,提升城市桥梁养护与管理技术水平和科技品质,武汉市在国内首次提出按照城市桥群架构建设的桥梁智慧管理系统的思路,并被列入2017年武汉“两会”承诺十件实事之一。中铁大桥科学研究院凭国内外百余座特大桥梁建设健康监测系统的优良业绩,以及桥梁健康与安全国家重点实验室的大量前期研究成果,受托建设了“武汉城市桥梁智慧管理系统平台”。

经过三年的建设,武汉市“智慧桥梁”已经初具规模。2018年底完工的一期工程中,建设了系统平台,首批纳入系统的42座城市桥梁主要是三环线沿线桥梁及部分市内桥梁,选取原则为历年检测中病害较多的桥梁,同时接入了18座已建成监测系统的桥隧,共计60座。2019年启动的二期工程,包括了98座城市桥梁监测系统建设和5处三环线入口处主线WIM监测。

据介绍,武汉“智慧桥梁”系统原计划分多批逐步推进,但武汉鹦鹉洲长江大桥涡振事件和疫后提振经济的双重影响下,武汉市桥梁安全运行管理领导小组研究决定加快推进全市桥梁智慧桥梁监测系统建设和接入工作,要求原定于8月底完工的二期工程提前到6月底完成外场安装和数据接入,并加快实施市管在册桥梁智慧监测系统建设工作。

“为实现6月底接入平台的目标,我们在严格落实疫情防控措施的基础上,投入28名技术人员进行系统建设或常驻现场指导,组织了4支机电安装劳务作业队和1支专业施工队平行施工。我们将举全院之力,以实干表明态度,以担当践行责任,用最优的质量、最快的进度,按期交付。”中铁大桥科学研究院总经理钟继卫说。

“2020年4月26日,鹦鹉洲长江大桥主梁发生了风致涡激振动,桥上车辆驾乘人员有明显振感,引起短时恐慌与舆论关注。因为鹦鹉洲大桥安装了由桥科院实施的健康监测系统,涡振发生时系统及时报警,完整记录了振动全过程中风况与桥梁结构响应数据。事件发生的同时,我们的智慧桥梁团队通过相关数据分析,及时准确地判断了桥梁振动的形成原因和桥梁结构安全状况,辅助政府与桥梁管养单位快速形成了交通管理决策,并在此基础上紧急开发了涡振专项监测APP,密切关注不利风况的发生和持续时间、密切监测桥梁舒适度,为城市交通安全与社会安定提供了科学保障。” 中铁大桥科学研究院党委书记程伊彪解说“智慧桥梁”在保障桥梁安全方面发挥的重大作用。

“智慧桥梁可以提高桥梁管理信息化水平,提高管养工作效率和科技水平,自动化监测桥梁结构病害,保障运营安全。当某座桥梁结构监测指标或者病害发展超过预警值时,我们的管理人员会根据层级需要收到系统发送消息报警,我们一方面可以迅速启动应急预案,参考系统自动生成维修建议,对桥梁进行及时维护,避免安全事故;另一方面可以通过查阅系统中的监控视频、监测数据,为事后追溯、索赔提供依据。”武汉市城管委桥梁管理处相关负责人向记者说明“智慧桥梁”的妙处。

“智慧桥梁二期项目中,我公司承担的是武昌片区44座桥梁监测系统的建设。桥梁结构形式主要混凝土连续梁桥、简支板梁桥、钢结构连续梁桥,共计使用传感器设备12种,测点总数3624个。”中铁大桥科学研究院副总经理侍刚向记者说明。

据介绍,“智慧桥梁”二期工程在一期工程的实践经验基础上,将桥梁管养与相关领域前沿技术进一步结合,系统智慧化程度进一步提升,与大型桥梁集群的科学高效管理需求更为契合。

“早期建设的桥梁的健康监测系统,其监测预警模式多为面向单一实时数据,通过对单个参数设置幅值报警阈值,来实现桥梁病害或突发危险的自动预警和报警。该模式简单直观,易于理解,但对结构状态参数的长期变化趋势,病害的衍生发展,以及复杂因素综合效应对结构安全正常运行带来的威胁,难以实现自动化分析。在武汉市城市桥梁智慧管理系统平台中,我们提出了面向风险和病害的多参数综合预警报警模式,并且在多年桥梁健康监测海量数据积累和分析经验基础上,引入AI人工智能、机器学习和深度学习技术,训练系统针对典型风险和病害模式对应的数据集进行识别。相关技术能够令系统替代专业技术人员完成大量复杂离线分析工作,极大减少人工离线分析工作量,大幅提高系统分析评估工作效率。在面对数百座桥梁、数以千计传感器、海量数据,相关技术的研发和应用是行业发展的必然趋势。目前,我们的系统已针对重载车辆过桥、支座及伸缩缝病害、多梁体系横向连接系病害、结构异常振动等风险和病害模式形成了相应的人工智能识别算法。”负责项目实施的中铁大桥科学研究院健康监测中心主任叶仲韬介绍了“智慧桥梁”2.0版的优势。

据介绍,“智慧桥梁”系统是集移动互联智能巡检、起重车辆智慧管控、智慧感知安全监测、智能移动视频监控于一体的平台,在二期工程实施过程中,桥科院的技术人员因桥施策,兼顾质量与成本。比如,他们分析发现二期城市桥梁普遍路径较小,且结构简单、受力明确,影响桥梁安全的不稳定因素主要为车辆超载,在荷载监控方面除采用传统的动态称重系统外,技术人员研发了基于动应变测试数据及智能视频的重载识别系统,大大降低了建设成本。

“以往我们建设的数十座特大桥梁的健康监测系统,多为面向数据的监测模式,通过设置幅值预警线,来实现桥梁病害的预警。而在城市桥群的监测中,我们提出了面向病害的预警模式。如针对多片式梁桥的单板受力病害,研发了多片式梁桥的板梁协调工作性能够监测方案;针对曲线梁桥的温度爬移现象,研发了匝道桥位移监测方案等。”负责项目实施的中铁大桥科学研究院健康监测中心主任叶仲韬解说了“智慧桥梁”2.0版的优势。