专访桥梁安全专家李修忠:可实现无人值守、全天候监控

2019-11-03 13:23:04   【浏览】2425

《民主与法制时报》记者庄德通报道

最近,无锡的一座桥翻覆,造成3人死亡,2人受伤,引起社会关注。经过初步调查,事故的原因是卡车超载。近年来,桥梁倒塌时有发生,原因各不相同。除了加强设计、施工和维护管理外,能否通过技术手段实现桥梁安全的实时监测?

记者采访了黄淮学院教授、河南省桥梁隧道无损检测工程技术研究中心主任、学术带头人李秀忠,重点讨论了桥梁安全监测领域的新技术及大规模推广的可能性。

现有桥梁健康监测系统还存在一些问题。

记者:我国桥梁安全监测的现状如何?

李秀忠:据统计,我国大约有86万座公路桥和近10万座城市桥梁。40%的桥梁已经运营了20多年,12万座是危险桥梁。大约300个座位安装了健康监测系统。

为什么不是所有危险的桥梁都配备了实时监控系统?事实上,这里涉及到许多问题。一是健康监测的及时性,二是健康监测的可靠性。当然,经济成本也是要考虑的一个重要因素。目前,桥梁健康监测系统的成本相对较高。从操作的角度来看,它并不理想,还有一些未解决的问题。

记者:近年来,桥梁安全问题时有发生,造成大量人员伤亡。桥梁倒塌的主要原因是什么?

李秀忠:从桥梁管理的角度来看,超速和超载是原因之一。然而,作为专业人员,应该更多地考虑桥梁本身的安全性能。桥梁安全问题的发生甚至倒塌与桥梁本身的结构性能有关。一旦桥梁结构损坏,无法及时发现和处理,问题将变得越来越严重。万一发生意外事件,这座桥可能会倒塌。

记者:在技术层面上,能否实现对桥梁状况的实时监测,并在危险发生前进行预警?

李秀忠:从技术上讲,桥梁的实时监测是完全可以实现的,这是一个跨学科的领域。目前,我国现有的在线监测系统主要监测桥梁的应力、应变、挠度等参数。然而,应力和应变会受到湿度、温度和阳光的影响,需要进行校正。桥梁的挠度将受到桥梁荷载的影响。影响因素不具体,存在时效性问题,这也是我国桥梁健康监测系统推广不力的主要原因。

但是,还有一个参数受外部因素影响较小,反映了桥梁本身的结构性能。这就是我们所说的桥梁动力特性参数,它反映了桥梁结构本身的力学性能。目前,这项研究在实验室非常成功。在实际应用中,许多人认为动态参数是多个解。事实上,情况并非如此,而是因为有些干扰没有很好地消除。如果能很好地消除这些干扰,就可以应用于工程实践,实现桥梁健康监测。

新兴的监测技术可能能够大规模推广。

记者:国内外有哪些可靠的桥梁安全监测新技术?

李秀忠:监测上述桥梁的动力特性是一个发展方向。目前,国内外的研究很多,在实验室取得了成功,但应用不如航空和机械制造业广泛。例如,当驾驶汽车时,会出现方向偏差,这需要四轮定位,当方向抖动时需要动平衡。桥梁也是如此。当力学性能发生变化时,可以从桥梁的动力特性中反映出来,这也是我们常说的桥梁模态参数。

当桥梁受损时,力学参数将不可避免地发生变化。了解桥梁力学特性参数的变化,可以通过比较判断桥梁的损伤程度和损伤部位。该方法解决了人工分析比较的问题,为下一步人工智能检测监控应用提供了良好的基础,具有良好的应用前景。该动态检测方法只需在桥梁上安装一个简单的振动传感器,通过振动数据的分析可以得到桥梁的模态参数,通过自动比较可以判断桥梁的损伤,实现无人值守的全天候桥梁监测。

记者:这些技术能大规模推广吗?旧桥能用它们翻新吗?

李秀忠:中国是一个桥梁力量,也是一个桥梁力量。目前,有相当多的专业队伍从事桥梁加固,加固水平是一流的。然而,为了加固这座桥,我们必须首先知道这座桥是否有任何损坏,以便更好地加固它。

目前,桥梁检测主要依靠常规目测和简单试验来判断。只有当发现主要问题时,才能进行机械试验,包括动静态试验,以判断桥梁的机械性能。桥梁结构的局部损伤往往难以发现,导致桥梁运营出现病害。遇到意外因素,会导致桥梁坍塌事故,造成人员和财产损失。

如果我们使用这种先进的检测设备对桥梁进行日常检测和监测,当然可以及时发现桥梁的损伤,及时监测桥梁的力学性能,对旧桥的改造也起到重要作用。刚才我们还说过,桥梁动态特性的检测和监测主要依靠振动传感器,利用振动信号来分析模态参数,通过比较可以知道力学性能的变化。它简单、易操作、直观,易于大规模推广。

记者:除了技术水平之外,中国桥梁在设计、施工和日常维护方面还有哪些不足需要加强?

李秀忠:目前,我国在桥梁设计和施工的全过程中都有相当完整的规范。然而,作为一名设计师,不仅要满足国家设计规范的要求,还要充分考虑桥梁的力学性能。这座桥的机械性能不能因为美观大方而降低。这座桥的安全运行是我们的最高目标。施工中必须加强监督管理。

当然,日常操作和维护也至关重要。只有加强桥梁的日常监测和维护,及时发现存在的问题,避免损坏的扩大和发展,才能有效减少桥梁垮塌事故的发生。原标题:“李秀忠:桥梁的安全可以全天候无人值守地监控。”

[民主法制时报版权作品,转载请注明出处]

上一篇:违法放贷,损失过亿元,广州农商行多名员工获刑
下一篇:各国运动员点赞军运村:舒适漂亮、休息得很好