橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)當(dāng)前存在的主要問(wèn)題
更新時(shí)間:2021-04-10 17:51
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橋梁健康監(jiān)測(cè)是保障橋梁安全運(yùn)營(yíng)的手段之一,經(jīng)過(guò)近幾十年的發(fā)展,橋梁健康監(jiān)測(cè)技術(shù)也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,為保障大跨度橋梁安全運(yùn)營(yíng)起到的一定的作用,同時(shí)也暴露出了諸多問(wèn)題,降低了橋梁管理部門(mén)對(duì)橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的信任度和期望值。
作者結(jié)合本人健康監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的實(shí)踐,參閱相關(guān)技術(shù)規(guī)范,并借鑒國(guó)內(nèi)相關(guān)學(xué)者經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,將橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在方案設(shè)計(jì)階段、項(xiàng)目實(shí)施階段、系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段存在的主要問(wèn)題進(jìn)行了梳理和總結(jié)。
一、方案設(shè)計(jì)階段
影響橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要因素包括:需求分析、監(jiān)測(cè)目標(biāo)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)環(huán)境及荷載特點(diǎn)、業(yè)主管養(yǎng)習(xí)慣、地方或行業(yè)在管養(yǎng)方面的規(guī)定。
1、需求分析
監(jiān)測(cè)需求分析是健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工作起點(diǎn)和基礎(chǔ),應(yīng)根據(jù)監(jiān)測(cè)對(duì)象的結(jié)構(gòu)類(lèi)型,橋梁現(xiàn)狀,荷載特點(diǎn),管養(yǎng)制度、慣例及決策流程分析等方面進(jìn)行梳理,總結(jié)出對(duì)所監(jiān)測(cè)測(cè)量信息的需求,對(duì)這些信息的可監(jiān)測(cè)性進(jìn)行論證分析,明確監(jiān)測(cè)范圍,設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)目標(biāo)體系。
目前,監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)普遍缺少需求分析環(huán)節(jié),導(dǎo)致監(jiān)測(cè)參數(shù)固化,監(jiān)測(cè)方案照抄照搬,針對(duì)性不強(qiáng)。
2、監(jiān)測(cè)目標(biāo)
監(jiān)測(cè)目標(biāo)應(yīng)根據(jù)橋梁的技術(shù)現(xiàn)狀、資金情況等對(duì)監(jiān)測(cè)目標(biāo)進(jìn)行排序,以確定監(jiān)測(cè)目標(biāo)的優(yōu)先級(jí)。
目前,部分業(yè)主對(duì)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的期望值過(guò)高,而監(jiān)測(cè)單位為了獲取項(xiàng)目故意迎合業(yè)主的要求,設(shè)定目標(biāo)過(guò)高,而在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中,無(wú)具體的實(shí)施路徑,導(dǎo)致目標(biāo)難以實(shí)現(xiàn)。此外,也有部分業(yè)主不關(guān)心監(jiān)測(cè)的效果,設(shè)立健康監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的目的是在橋梁出現(xiàn)安全事故時(shí),推脫責(zé)任。
3、監(jiān)測(cè)參數(shù)
監(jiān)測(cè)參數(shù)的選擇,應(yīng)根據(jù)不同橋型選擇能反映結(jié)構(gòu)損傷或退化過(guò)程,以及結(jié)構(gòu)安全的狀態(tài),同時(shí)能給出各監(jiān)測(cè)指標(biāo)的預(yù)警閾值體系。
目前,監(jiān)測(cè)參數(shù)選擇存在盲目性,針對(duì)性差,未按照監(jiān)測(cè)參數(shù)的時(shí)間尺度特點(diǎn)設(shè)定合適的采樣頻率,導(dǎo)致監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量較差,不能反映結(jié)構(gòu)真實(shí)的受力狀況。
4、硬件系統(tǒng)
硬件系統(tǒng)的要求應(yīng)是低故障、高可靠性,建成的系統(tǒng)應(yīng)該是實(shí)用的,能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的系統(tǒng)。
傳感器選型應(yīng)盡量選用技術(shù)成熟、性能可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、安全耐久、易于維護(hù)和更換、精度和監(jiān)測(cè)參數(shù)相匹配,并具有一定的冗余度,傳感器廠家應(yīng)具備強(qiáng)大的技術(shù)支持能力和長(zhǎng)期快速維護(hù)能力。
目前,部分健康監(jiān)測(cè)項(xiàng)目只關(guān)心成本,不關(guān)心質(zhì)量,設(shè)備質(zhì)量較差;采購(gòu)設(shè)備未經(jīng)過(guò)市場(chǎng)檢驗(yàn),設(shè)備穩(wěn)定性差,壽命短,不滿(mǎn)足健康監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的要求。
二、項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施階段
現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施階段包含硬件實(shí)施(傳感器安裝、線路敷設(shè)、橋架安裝、機(jī)房和采集站建設(shè)、標(biāo)識(shí)等)、軟件實(shí)施(設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)、測(cè)試及部署)、系統(tǒng)調(diào)試及驗(yàn)證(單項(xiàng)調(diào)試、聯(lián)合調(diào)試、系統(tǒng)驗(yàn)證等)、工程驗(yàn)收等環(huán)節(jié)?,F(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量是較為重要的環(huán)節(jié),在實(shí)施過(guò)程中必須遵循規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化,并采用有效的檢驗(yàn)、驗(yàn)收手段,才能保障系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、傳輸和分析的可靠性。
目前,健康監(jiān)測(cè)項(xiàng)目普遍存在現(xiàn)場(chǎng)施工不規(guī)范,監(jiān)測(cè)設(shè)備的長(zhǎng)期可靠性和穩(wěn)定性差,橋梁長(zhǎng)壽命與傳感器的短壽命不匹配;缺乏有效的檢驗(yàn)、驗(yàn)收手段,保障系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集和分析的可靠性;只測(cè)不算,監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)利用率低,無(wú)有效的數(shù)據(jù)分離和評(píng)估算法。
三、系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段
該階段主要涉及系統(tǒng)的管理和維護(hù),在系統(tǒng)出現(xiàn)故障后,能及時(shí)排除故障,恢復(fù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行,并能定期對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn),使監(jiān)測(cè)系統(tǒng)真正發(fā)揮其應(yīng)有的作用。系統(tǒng)投入運(yùn)營(yíng)后,應(yīng)由業(yè)主、系統(tǒng)建設(shè)單位、橋梁檢測(cè)單位組成成立一個(gè)專(zhuān)門(mén)的維護(hù)管理機(jī)構(gòu)進(jìn)行共管,必要時(shí),需組織專(zhuān)家顧問(wèn)組,為異常事件和疑難雜癥的確診服務(wù)。
目前,部分監(jiān)測(cè)項(xiàng)目系統(tǒng)集成單位無(wú)監(jiān)測(cè)資質(zhì),無(wú)法出具有效監(jiān)測(cè)報(bào)告;系統(tǒng)建設(shè)完成后直接移交業(yè)主,業(yè)主單位無(wú)專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行運(yùn)維。
由于作者水平和精力有限,健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在的主要問(wèn)題梳理的不是很全面,部分觀點(diǎn)難免有偏頗的地方,拋出問(wèn)題的目的是為了引起工程技術(shù)人員的重視,共同探究解決問(wèn)題的方法和思路,只希望能起到拋磚引玉之功效。
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