中交路橋科技是從事工程檢測監(jiān)測、城市安全監(jiān)測預警與評價、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復合型高新技術(shù)集團企業(yè)。
實際工程希望檢測結(jié)果的表達形式是直接給出結(jié)構(gòu)的使用壽命，能夠預測、報警橋梁今后的狀況。橋梁構(gòu)件的剩余強度應該怎樣測得，整體結(jié)構(gòu)的壽命應怎樣去預測，解決這問題是橋梁檢測的主要目的。經(jīng)過較長時間的經(jīng)驗積累，人們了解到僅以經(jīng)典力學、數(shù)學的精確方法，去對待目前可認為是具有彌漫性的、非定量化的結(jié)構(gòu)使用壽命預測工作，看來是不夠的。我們的目的不應是去了解每一個個體，也就是每一個實測部位的狀態(tài)，而是去了解由這些大量的個體所合成的總體所呈現(xiàn)出來的狀態(tài)，有效地將這些隨機現(xiàn)象的規(guī)律性尋找出來，按照抽象、概括、綜合和推理的思路去尋找新的解決問題的途徑。
目前國內(nèi)外已有不少橋梁的監(jiān)測系統(tǒng)進入了實用階段，并作了一些壽命預測，但用于混凝土斜拉橋的系統(tǒng)則不多見。圍繞水泥混凝土結(jié)構(gòu)的檢測系統(tǒng)還有以下幾個問題需要解決，因為收集準確的原始數(shù)據(jù)是預測、報警的保證。
1．混凝土結(jié)構(gòu)尺寸一般比較大，如混凝土梁的斷面、梁高通常都遠大于同樣功能的鋼結(jié)構(gòu)，所以在橋梁使用時混凝土的有關(guān)參數(shù)變化相對較小，信號反映不靈敏，像力學參數(shù)應力、應變、撓度、位移均比鋼結(jié)構(gòu)要小得多。這就對采集信號的儀器設(shè)備有更高一些的要求；以保證采集的成功率。由于混凝土的信號微弱，難免會出現(xiàn)干擾因素過大，淹沒了有效信號，如何判斷采集信號是否真實是一個關(guān)鍵問題。采集的信號如果不加以判別，等到最后系統(tǒng)給出不合理的結(jié)論再回頭疊找，麻煩就更多了。人工現(xiàn)場采集問題不大，可以邊采邊讀，數(shù)據(jù)不理想，立即重來。但儀器采集是大批量的，必須進行自動判讀。儀器采集信號的自動判讀目前還沒有統(tǒng)一的方法，也沒有絕對準確的理論，這要根據(jù)采集信號的具體特點分別對待。
2．通過誤差分析提高原型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的精度。原型觀測數(shù)據(jù)的誤差影響因素包括被測對象自身缺陷引起的誤差、測量原理及方法造成的誤差、測量裝置的誤差、人為誤差、環(huán)境誤差以及誤差之間關(guān)系的相關(guān)關(guān)系分析和相關(guān)系數(shù)、隨機誤差合成、已定系統(tǒng)誤差的合成、未定系統(tǒng)誤差的合成、系統(tǒng)誤差與隨機誤差的合成、函數(shù)誤差等等，要消除這些影響除了進行常規(guī)的誤差分析之外，還作了一些特殊處理。像溫度修正，把不同時期、不同季節(jié)下測到的數(shù)據(jù)，經(jīng)處理后成為同一溫度下的資料。這對于提高系統(tǒng)的使用效果能起到一定的作用。
3．選擇檢測的布控點的數(shù)量也很重要。測點多，，固然資料可信度高，但硬件投資大，檢測計算、分析工作量也大。由于混凝土和鋼材不一樣，屬于非均質(zhì)的各向異性材料，在實橋檢測中每一個測點的數(shù)據(jù)不一定能完全代表其附近其他點的性能，故測點也不能過少。確定檢測點的數(shù)量應是檢測工作的一項重點。另外，希望檢測的數(shù)據(jù)最好是同一時刻的。為避免同時采集許多測點的信號難免出現(xiàn)個別點不成活的現(xiàn)象，布置測點時應設(shè)法減少這種概率。
檢測數(shù)據(jù)可以給出構(gòu)件或局部的使用狀況。全橋的預測、報警是通過橋梁的各部位、各構(gòu)件的預測、報警結(jié)果進行綜合評定，因此評定結(jié)果的準確與否取決于局部分析的精度。另外評定方法也起到重要作用，有可能會因為評定方法不同而導致同一資料給出不同結(jié)論，甚至大相徑庭。應當說每一種方法都有一套完善的理論，但也有其使用范圍以及局限性。在具體橋梁結(jié)構(gòu)上更適合應用哪一種方法，不僅是書本、理論上的探討，還有待于在實踐中加以證明。
最短壽命法是取所有各構(gòu)件的局部壽命中最短的壽命作為全橋的報警值。這個方法最簡單，只要把壽命數(shù)據(jù)庫中的所有數(shù)據(jù)進行排序即可。但顯然這個結(jié)果偏于保守，因為個別構(gòu)件的好與壞通常不能決定全橋的命運。不過這種結(jié)論仍有積極的意義，可以提醒有關(guān)人員盡早發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的損傷，予以及時維修。
權(quán)值法是以上方法的改進，考慮到構(gòu)件在全橋的部位，起的作用給予不同的權(quán)值二這個方法認為重要構(gòu)件一旦發(fā)生損傷，要立即報警。想法是正確的，但操作則有一定難度?，F(xiàn)實意義的重要構(gòu)件應該是哪些，它們的權(quán)值又該取多少，目前還無法確定。我們試圖應用人工神經(jīng)網(wǎng)絡，對斜拉橋進行綜合評定?？蛇x擇一些認為比較合理的預測資料進行訓練，決定權(quán)值。只要訓練樣本足夠多，則能進行仿真預測與報警。
還有一種方法，稱之為最悲觀理論。這是考慮構(gòu)件與構(gòu)件之間，特別是受損構(gòu)件之間的相互影響而作的一種預測。它基于這種想法，例如兩個構(gòu)件分開使用的壽命都是一年，可是當它們處于結(jié)構(gòu)中相鄰的兩處部位，就由于作用力的分布不均而使它們會在不到一年的時間內(nèi)都損壞了。這是一種交集合的概念。目前我們覺得這種方法應該說是真正意義上的綜合評定。
以上這些預測方法從理論上說都有實現(xiàn)軟件的可能。如果針對于某一個具體的結(jié)構(gòu)，采用不同方法進行預測，其結(jié)論的差別都不太大的話，那么這種系統(tǒng)的預測水平也就差強人意了。
中交路橋工程檢測主要檢測業(yè)務：鋼結(jié)構(gòu)檢測、橋梁檢測、隧道檢測
