橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)行業(yè)分析及發(fā)展前景預(yù)測

• 2021年10月14日 zengyan來源：互聯(lián)網(wǎng) 599 34
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近年來，業(yè)內(nèi)的學(xué)者通過對(duì)多座運(yùn)營橋梁的現(xiàn)場考察發(fā)現(xiàn)，斜拉橋的斜拉索、懸索橋的吊索等運(yùn)營橋梁結(jié)構(gòu)的拉索構(gòu)件通常易提前失效;正交異性鋼橋面板及系桿拱橋短吊桿處易產(chǎn)生疲勞破壞，導(dǎo)致橋梁出現(xiàn)嚴(yán)重問題;多座大跨公路或鐵路橋梁的伸縮縫磨損嚴(yán)重，易發(fā)生提前失效;許

橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)行業(yè)分析及發(fā)展前景預(yù)測

近年來，業(yè)內(nèi)的學(xué)者通過對(duì)多座運(yùn)營橋梁的現(xiàn)場考察發(fā)現(xiàn)，斜拉橋的斜拉索、懸索橋的吊索等運(yùn)營橋梁結(jié)構(gòu)的拉索構(gòu)件通常易提前失效;正交異性鋼橋面板及系桿拱橋短吊桿處易產(chǎn)生疲勞破壞，導(dǎo)致橋梁出現(xiàn)嚴(yán)重問題;多座大跨公路或鐵路橋梁的伸縮縫磨損嚴(yán)重，易發(fā)生提前失效;許多混凝土橋梁主梁具有多處裂紋等問題。因此，有必要根據(jù)健康監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)時(shí)獲取的數(shù)據(jù)，對(duì)運(yùn)營橋梁狀態(tài)進(jìn)行跟蹤識(shí)別，以便實(shí)現(xiàn)損傷評(píng)估。

交通運(yùn)輸作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要功臣之一，得到了快速的發(fā)展。而橋梁作為連接交通線路起到了巨大的作用，但是伴隨著橋梁工程的發(fā)展，橋梁的健康也受到人們的關(guān)注。橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)成為防護(hù)橋梁出事的主要手段之一，行業(yè)也得到了大力的發(fā)展。隨著智能傳感技術(shù)的發(fā)展，橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的地位凸顯，行業(yè)市場價(jià)值不斷提升。橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)由健康監(jiān)測與評(píng)估系統(tǒng)、裂縫監(jiān)測系統(tǒng)、航道監(jiān)測系統(tǒng)、車流量監(jiān)測系統(tǒng)四部分組成,各組成部分自成系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行。

伴隨著橋梁建設(shè)的迅猛發(fā)展，我國的橋梁監(jiān)測檢測、評(píng)估與管養(yǎng)技術(shù)得到了快速發(fā)展。橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)綜合了現(xiàn)代傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、信號(hào)分析與處理技術(shù)、數(shù)據(jù)管理方法、知識(shí)挖掘、預(yù)測技術(shù)及橋梁結(jié)構(gòu)分析理論等多個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)，極大地延拓了橋梁檢測領(lǐng)域，提高了預(yù)測評(píng)估的可靠性。基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的橋梁健康無線監(jiān)測系統(tǒng)是集現(xiàn)代化傳感技術(shù)、測試技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，是一個(gè)分布式、網(wǎng)絡(luò)化和全開放的監(jiān)控系統(tǒng)。

橋梁的安全檢測，始于20世紀(jì)50年代，1967年12月，俄亥俄河上的一座橋梁倒塌事故，導(dǎo)致46人喪生，這個(gè)事故促使美國于1971年制定了國家橋梁檢測標(biāo)準(zhǔn)(NBIs)，用于全面指導(dǎo)橋梁檢測的各個(gè)環(huán)節(jié);20世紀(jì)80年代后，國外已有大量橋梁建立了較為完備的健康監(jiān)測系統(tǒng)。我國的橋梁健康監(jiān)測起步較晚但發(fā)展速度較快，很多研究機(jī)構(gòu)對(duì)橋梁健康監(jiān)測技術(shù)進(jìn)行了理論的研究，并已應(yīng)用到了大壩、橋梁和隧道上，取得了較好的效果;如：在江陰大橋安裝了加速度計(jì)、電子測距儀、磁彈性測力儀、剪力銷、速度計(jì)等對(duì)橋梁的參數(shù)進(jìn)行測量;在香港的青馬大橋上安裝了一個(gè)復(fù)雜的橋梁監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括了完善的硬件部分：傳感器系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集及傳輸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)等，軟件及數(shù)據(jù)處理部分則較為簡單。

在今后的工作中，橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)行業(yè)發(fā)展趨勢，必定是硬件系統(tǒng)與理論研究并駕齊驅(qū)。在采集系統(tǒng)硬件方面，GPRS技術(shù)、先進(jìn)的傳感技術(shù)、數(shù)據(jù)采集技術(shù)將持續(xù)作為主流的發(fā)展趨勢。在理論研究方面，先進(jìn)的損傷識(shí)別方法將帶給橋梁健康監(jiān)測長足的發(fā)展，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、遺傳算法、蟻群算法、主成分分析、粗糙集等算法將更多的應(yīng)用于橋梁的損傷識(shí)別中。兩個(gè)方面的技術(shù)的迅猛發(fā)展，也會(huì)更加好的促進(jìn)兩方面技術(shù)的結(jié)合，將硬件系統(tǒng)與理論研究相結(jié)合一直是人們希望的，硬件系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)越是精確，理論研究的實(shí)用性也就越強(qiáng)。隨著技術(shù)的發(fā)展，在將來，橋梁健康的自動(dòng)診斷系統(tǒng)必將是主流的發(fā)展趨 勢。橋梁健康監(jiān)測與安全評(píng)價(jià)系統(tǒng)將在橋梁管理中發(fā)揮越來越大的作用，一個(gè)橋梁數(shù)字化時(shí)代正在來臨。

據(jù)悉，公路或鐵路大跨橋梁伸縮縫過早失效的現(xiàn)象越來越多，因此關(guān)于伸縮縫磨損狀態(tài)評(píng)估與剩余壽命預(yù)測的相關(guān)研究一直備受關(guān)注。由于伸縮縫的累計(jì)縱向運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致支座磨損和伸縮縫的疲勞損傷，某個(gè)科研項(xiàng)目對(duì)大跨度懸索橋進(jìn)行了長期監(jiān)測，揭示了伸縮縫縱向運(yùn)動(dòng)的機(jī)理和響應(yīng)特性，最終證明以下規(guī)律：

1. 溫度變化導(dǎo)致伸縮縫縱向運(yùn)動(dòng)的波動(dòng)現(xiàn)象，縱向位移的均方根與溫度呈顯著的線性關(guān)系;

2. 伸縮縫縱向位移中的高頻分量則主要因車輛和環(huán)境激勵(lì)引起;

3. 車輛激勵(lì)引起的橋梁動(dòng)力響應(yīng)對(duì)伸縮縫的累積縱向位移起主導(dǎo)作用。

目前我國交通建設(shè)投資仍在不斷增加，因此未來橋梁建仍會(huì)保持不斷增加的趨勢。再加上，我國早前建設(shè)的橋梁還沒有加裝橋梁監(jiān)測健康系統(tǒng)，因此對(duì)于橋梁健康系統(tǒng)來所，新建和后裝的市場需求在逐步爆發(fā)之中。同時(shí)，橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)也在不斷升級(jí)之中，為保障人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全意義重大，未來我國橋梁健康系統(tǒng)行業(yè)將迎來較大的發(fā)展機(jī)會(huì)。

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