案例单位:
四川交大工程检测咨询有限公司
案例背景:
城市桥梁作为重要的基础设施,其安全性和可靠性对社会发展有重要影响。随着建设项目档案移交管养单位后,其工作重心也随之转移。2013年交通部提出《交通运输部关于进一步加强公路桥梁养护管理的若干意见》,通过健康监测获得桥梁运营数据,监测数据目前虽起到预警与养护建议作用,但未与参建方进行数据共享,类似桥梁施工时,并不能根据运营数据的反馈,优化后续设计与施工。同时监测仪器的精度与可靠性也会影响数据流通质量,所以需要解决如下问题:1、桥梁监测数据供给不足;2、监测数据流通不畅;3、应用场景释放不够以及效益不明显。
解决方案:
针对上述问题,首先,采用精度高,性能稳定的传感器(风速、风向、温湿度、振动、变形、位移、应变等)安装在桥梁各个关键部件上,对桥梁进行实时数据采集;其次,经传输网络传输到数据服务器,由数据服务完成数据处理、分析、存储;再次,通过与三维模型数据融合,对数据进行汇总、综合分析和展示,并完成对桥梁健康状态的诊断、评估;最后,由前端共享平台,将相关监测数据共享至管养、设计以及施工单位。
图1 数据系统采集与应用框架
一是通过在桥梁关键部位布设传感器进行实时数据采集,从而获得大量监测数据,并通过对数据收集、分析,进而实时评定桥梁健康状态,解决桥梁监测数据供给不足问题。
二是在桥梁关键部位安装精度高、稳定性好的传感器,确保数据真实、可信。同时,桥梁数据通过实时采集后,通过网络传输的方式传输至数据库,并由后台收集与分析,最后再将数据传输至各用户使用平台,解决桥梁监测数据流通不畅问题。
三是通过健康监测智能平台对数据进行归纳总结与纵横向对比,获得数据内在规律,掌握数据预测方法。并将相关数据共享至建管各方,以此优化建管、设计以及施工方法,解决应用场景释放不够以及效益不明显问题。
创新点:
一是通过健康监测获取海量数据,将数据反馈设计与施工单位,修正后期设计方法以及优化施工质量,提高桥梁的安全性、耐久性和经济性。
二是通过实时监测能,在问题真正出现之前就发出预警,使得桥梁管理者能够在第一时间获取到桥梁的状态信息,由此实现桥梁实时预警机制。
应用成效:
通过对桥梁进行健康监测:
1)可以及时发现并处理桥梁的潜在问题,避免小问题演变成大故障,从而减少维修成本。预防性维护可以显著降低维修费用20%至50%。
2)减少因频繁维修或重建而造成的经济损失,通过科学管理和维护,桥梁的使用寿命可以延长10%至30%。
3)减少因桥梁故障导致的交通拥堵和延误,从而提高交通效率。虽然具体的经济效益难以直接量化,但交通效率的提升对于城市经济发展具有重要意义。
4)有助于预防桥梁坍塌等严重事故,从而避免由此造成的人员伤亡和财产损失。
5)健康的桥梁是城市形象的重要组成部分,通过桥梁健康监测和及时维护,可以保持桥梁的良好状态,提升城市的整体形象和品质。
6)透明的桥梁健康监测和及时的信息发布可以增强公众对政府和交通管理部门的信任。这种信任对于维护社会稳定和促进经济发展具有重要意义。
专家点评:
土建过程由多方共同完成,该项目以工程咨询为中间节点,通过在桥梁关键部位布设传感器进行数据采集、分析和评测,再将数据通过自建平台共享给建管单位、设计单位和施工单位,实现了数据化分析决策过程中“一次采集、多方利用”的效果,能够减少重复建设成本并提高合作效率,有效促进了行业内的数据要素流通。