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虎门大桥“呼吸”事件最新结果公布,是不是豆腐渣工程?
来源:物联传媒 作者:市大妈、Vior.Liu 日期:2020-05-15 浏览量:95
  近年来,桥梁事故屡见不鲜,或虚惊一场,或人财两失,严重程度大相径庭。

  就在近日,相隔不到半个月的时间里,接连发生了两起桥梁“呼吸”事件。

  4月26日,武汉鹦鹉洲长江大桥桥体出现波浪般的晃动。此后,该桥管养单位武汉市城投集团公司回应称,此次桥梁异常振动系特定风况引起,振幅在设计允许范围内;桥梁结构运行正常,安全有保障。

  5月6日下午,主跨888米的虎门大桥桥面出现了幅度明显的“抖动”,桥中间的隔离带上的指示牌也随之上下摇晃,甚至直到第二天凌晨仍在振动。

悬索桥振动模型


  好在两起事件都没有造成人员伤亡,但也因此引起了业界广泛的关注。尤其后者,以各种“姿势”出现在各大平台的热搜榜上,引得社会各界人士纷纷站在自己的角度对此次事件发表了自己的“看法”:
  而在各界或质疑、或猜测、或调侃、或借势推销的声浪中,网友们也探讨起了“虎门大桥”是否是豆腐渣工程。就此我们采访了业界专家:

  5月10日,最新发布的报告对此作出了回应,它确实不是豆腐渣工程!

  ●从虎门大桥“呼吸”事件说起,我们怎么看结构健康监测?


  虎门大桥作为一座具有标杆意义的大桥,此次“呼吸”事件的发生也给我们现实生活带来了巨大的借鉴意义:
  ▇预防已有桥梁事故发生的必要性,通过采用物联网技术实现结构健康监测,提高发现类似情况的速度,从而能够及时采取交通管制的措施;
  ▇发生突发事件后的评估为应急响应提供辅助决策;
  ▇给后续同类型桥梁设计优化提供数据和经验,来源于真实的场景的数据比实验数据有更高的参考价值。

  在这些借鉴意义的背后,是数据,是结构健康监测,也是基于两者而做出的事故提前预警。

  如果说虎门大桥事件离大部分人的生活不够近,那不妨从更加接近我们生活的地方聊起。

  其实在我们的日常生活中,通过佩戴智能手环、智能手表等监测设备,实时监测心率、步数、环境噪声等,再借助收集而来的数据分析人体的健康状况,比如通过Apple Watch监测并输出专业水平的心电图、糖尿病患者随身佩戴血糖监测仪器以有效预防风险的发生等,这些都已经不是什么新鲜事了。

  那么,如果把桥梁比作人体,则桥上安装的监测系统相当于功能丰富的智能监测设备,它们可实时收集各类环境监测数据,通过这些数据再对桥梁状况进行分析。同人体监测设备存在的目的一样,结构健康监测系统的存在也是如此:

  一方面,通过长期的结构监测获得结构响应的变化,这些数据具有长期性、累积性及统计性的特征,有着独特的、不可替代的价值。

  另一方面,对于一些已经存在的或者潜在的问题,监测系统也能够跟踪其变化发展趋势,为结构性能变化以及损伤推演提供支持。

  ●说了这么多,何为结构健康监测?

  结构健康监测(structural health monitoring,SHM)利用现场的传感设备获取相关数据,实时感知、监测、识别、评定和预警结构荷载与环境作用、结构响应、结构性能、结构状态与安全水平。它高度集成了土木工程、信息科学、通信科学、计算机科学、数据科学等多个专业领域的技术,是保障结构全寿命服役安全的有效方法和手段。


  再来说说,结构健康监测发展过程中三个重要的时间节点:

  那么对于大型桥梁来说,一个全面的结构健康监测系统到底能监控哪些关键指标?

  第一:实现环境监测,如车辆载荷、船舶撞击、风速风向、风压、地震、温湿度、余量和视频监控等;
  第二:实现结构整体响应,能监测到振动、变形、位移和转角;
  第三:实现结构局部响应监测,包括应力应变、裂缝及索力。

  总体来说,结构健康监测系统主要发挥着监测及预警的作用。

  ●结构专家如何进行桥梁结构监测系统设计?

  人在健康的情况下尚且要长期进行监测,作为在交通事业承担了举足轻重的作用的桥梁也是如此。那些表面看似稳固的桥梁,或许存在着严重的安全隐患。突发异常变化的桥梁也不能武断地认定是设计、施工存在问题,而是需要依赖土木结构专业知识,并结合长期历史数据进行推论。

结构健康监测系统设计步骤


  在确定结构健康监测系统的目标后,结合被监测结构的设计、施工图纸资料以及历年的检测报告等,我们会对结构进行深入分析,了解结构的力学行为规律,掌握起关键部位、荷载及理论响应,对监测方案的结构部分进行概念设计。基于以上分析才能进一步对监测系统的传感器选型、布设方式、传输策略、数据存储管理方式等进行细化技术设计。

  在这个系统中,每一个传感器都有自己的一块手表(时基),但由于晶振特性漂移,一段时间后手表的读数相互出现了差异,因此需要定期对这些“手表”进行统一调整(引入时间同步机制)。否则在模态识别过程中就会引起模态振型相位角的改变,进而导致解算出的模态振型错误,监测系统将发生大量的误报和漏报。目前,相关行业规范要求不同监测数据的数据采集时间同步误差宜小于0.1ms,但目前相当数量的设备实际指标达不到该标准要求。

  ●物联网技术的意义在哪里?能提供什么价值?

  虎门大桥“呼吸”事件的发生,让我们明白了结构健康监测系统的核心是在数据的采集和应用上,再结合结构专家对被测对象结构特点的专业知识,对监测得到的数据解析和利用,数据的价值才能发挥到极致。这便是物联网技术的核心作用。

  我国对智慧城市的投资不断增加,“新基建”政策的出台也为物联网带来了更多的市场机会。就虎门大桥“呼吸”事件而言,新基建可利用先进技术(无线传感网、大数据分析、人工智能)解决基础设施的建设和养护问题,这是无疑也是智慧城市的目标。

  说到智慧城市,可以给大家举一个更直观的例子。
  10多年前的城市,除了邮递员,还有一个职业是抄表员,每个月需要把每个小区的每个水表、热表、气表等都手抄一遍。且不说因人工抄表可能产生的误差,光人工监测成本就十分巨大。大概从2008年左右开始,很多城市逐渐引入智慧抄表系统,包括基于NB-IoT、LoRa、Wi-SUN等不同通讯模块的无线远传系统。

  就时时彩信誉平台所提供的智慧水务一站式解决方案而言,LoRa远传抄表系统的一级链路通信距离超2公里;32位高性能低功耗微处理器,超低功耗设计,工作寿命可达7年以上;可通过采集户表的数据进行智能分析,检测系统运行情况,比如某户水管爆裂,系统将监测到水排量异常,并提供警示等功能。
  也就是说,从前的抄表员变成了现代信息技术的集成应用,通过数据采集、无线网络、水质水压等在线检测设备实施感知城市供排水系统的运行状态,并采用可视化的方式搭建起水务管理部门与供排水设施间的桥梁,形成“城市水务物联网”,从而达到“智慧”的状态。

  在当前新基建热潮下,我们迎来了一个万物互联的世界。时时彩信誉平台布局多年,物联网模组累计出货量1亿片,其中LoRa模组出货量全球NO.1,NB-IoT模组出货量全球Top3,最新引入的Wi-SUN也正加速布局中......未来可期。

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