作為廣深珠高速公路網(wǎng)的主要組成部分,虎門大橋是廣東沿海地區(qū)重要的交通樞紐,始建于1992年,1997年通車至今,大橋一直都十分平穩(wěn)。
但是在5月5日下午14時左右,近5千米的虎門大橋橋面出現(xiàn)了幅度明顯的“抖動”,像是波浪一樣,橋中間的隔離帶上的指示牌也隨之上下?lián)u動。甚至?xí)r至6日凌晨,依然能檢測到橋面的震動,嚴(yán)重影響行車舒適性和交通安全,大橋管理部門迅速啟動應(yīng)急預(yù)案,聯(lián)合交警部門及時采取了雙向交通管制措施。
當(dāng)晚,中交公路規(guī)劃設(shè)計院教授級高工、業(yè)務(wù)總監(jiān)、著名橋梁專家吳明遠(yuǎn),廣東虎門大橋大修辦公室副總工程師張鑫敏奔赴現(xiàn)場進(jìn)行勘察,給出了目前最可信度最高的說法,初步認(rèn)定此次虎門大橋的振動主要是因?yàn)檠貥蚩邕呑o(hù)欄連續(xù)設(shè)置水馬(擋墻),破壞了大橋的斷面流線型,在特定風(fēng)環(huán)境條件下,產(chǎn)生了橋梁渦振現(xiàn)象。
如何避免渦振事件?
不過,雖說“虎門大橋抖動”是虛驚一場,卻也又給我們敲響了警鐘。近年來,大橋坍塌的事件層出不窮,給人民的生命和財產(chǎn)都造成了巨大的威脅,導(dǎo)致了不少家庭支離破碎的悲劇發(fā)生。
然而,不是所有的橋梁公路等基建在對抗外力的情況下都那么幸運(yùn)。關(guān)于大橋因外力坍塌最著名的例子是1940年塔科馬海峽大橋,同樣是懸索橋,但是在通車4個月后,突然被微風(fēng)摧毀。回到國內(nèi),去年10月臺灣省宜蘭縣21年橋齡的南方澳跨港大橋和無錫高架橋皆因外力發(fā)生結(jié)構(gòu)型橋梁垮塌。
由于近幾年我國重型汽車數(shù)量等帶來的交通壓力越來越大,同時惡劣天氣帶來的腐蝕性也越來越高,對于有一定使用年代的橋梁和基建結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了不小的負(fù)面影響。所以,橋梁的健康檢測、結(jié)構(gòu)安全評估以及損耗監(jiān)測等顯得尤為重要。
物聯(lián)網(wǎng)在橋梁監(jiān)測中的應(yīng)用
事實(shí)上,早已經(jīng)有類似的解決方案在上海、武漢等地施行,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在結(jié)構(gòu)監(jiān)測領(lǐng)域的應(yīng)用案例也屢見不鮮。
具體來說,打造一個完整的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)閉環(huán)包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)中臺以及應(yīng)用端。數(shù)據(jù)采集包括智能傳感器、傳感網(wǎng)和巡檢終端等;數(shù)據(jù)傳輸包括LoRa、NB-IoT等;數(shù)據(jù)中臺包括數(shù)據(jù)管理、分析以及可視化平臺;應(yīng)用層則對應(yīng)了各類基建設(shè)施,對于安全性需求較高的領(lǐng)域,例如軌道交通、能源行業(yè)等等。
四信橋梁在線監(jiān)測方案
四信聯(lián)合橋梁支座生產(chǎn)商設(shè)計了橋梁遠(yuǎn)程在線檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)可對橋梁支座承壓情況進(jìn)行實(shí)時檢測,對橋梁安全狀態(tài)進(jìn)行跟蹤和判斷,及時發(fā)出警告信息,在事故預(yù)警、橋梁養(yǎng)護(hù)、橋梁維修方面發(fā)揮了重要作用。
前端:主要由橋梁支座和無腔壓力變送器組成,壓力變送器輸出4-20MA模擬量信號,量程在0-80MPa,用于感知支座的受力變化情況。
傳輸設(shè)備:采用四信4G全網(wǎng)通RTU,無線工業(yè)級設(shè)備,能更好適應(yīng)現(xiàn)場環(huán)境,穩(wěn)定工作,實(shí)時采集壓力變送器信號并上報到檢測中心。
服務(wù)端:主要由運(yùn)行數(shù)據(jù)解析軟件的內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器組成,時刻對傳回的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析和計算,形成相應(yīng)的曲線變化圖和數(shù)據(jù)報表,對異常數(shù)據(jù)進(jìn)行及時告警處理。
方案價值
? 實(shí)時監(jiān)測橋梁支座壓力數(shù)據(jù),壓力異常時,自動向檢測中心軟件發(fā)送預(yù)警信息。
? 監(jiān)測中心軟件具備數(shù)據(jù)實(shí)時顯示、故障預(yù)警、數(shù)據(jù)存儲、自動生成報表和曲線分析等功能。
? 監(jiān)測系統(tǒng)可以支持定時主動上報壓力監(jiān)測數(shù)據(jù)或者當(dāng)壓力數(shù)據(jù)超過臨界值時,立即上報告警信息,確保異常信息及時上傳。