招商交科：城市大橋的全科智能醫(yī)生

       2022年10月21日，《中國交通報》在第三版以《招商交科：城市大橋的全科職能醫(yī)生》為題，全文刊發(fā)橋梁研究院文章，展現招商交科通過開發(fā)智能設備，融入大數據理念，構建全息養(yǎng)護平臺等多種方式，解決城市大橋的運維安全問題，為建設交通強國、數字中國貢獻交科方案。

 

鄧雅思
 

超載監(jiān)控系統(tǒng)應用在曾家?guī)r大橋工程
 

       隨著大型城市的發(fā)展進程，城市人口膨脹，交通量激增，城市交通基礎設施面臨路網繁密、結構復雜、超限超載、老化殘化等諸多問題，再加上周邊建筑密集、運營環(huán)境復雜、生態(tài)環(huán)境惡化等不利因素，設施運維安全隱患日益突出。橋梁作為大型城市的重要交通基礎設施，對提升運維安全性的需求尤為迫切。

       招商局重慶交通科研設計院有限公司（簡稱招商交科）致力于成為城市大橋的全科醫(yī)生，“測、防、診、治”一條龍，一攬子解決城市大橋的運維安全問題。不僅研究關鍵技術，開發(fā)智能設備，還融入大數據理念，構建了全息養(yǎng)護平臺。這個大平臺，隔三差五給大橋做體檢，并實現日常監(jiān)測、重點檢測；根據體檢報告，為大橋提供養(yǎng)生建議，防患于未然；對有隱患的大橋，進一步出具診斷書，不僅確診病癥，還分析病因；最后，全科醫(yī)生對癥下藥，提供專業(yè)精準的治療服務，確保大橋無病養(yǎng)生，有病治愈。在“測、防、診、治”過程中積累的寶貴數據，還被用于精進醫(yī)術，提升預測準確度，將大橋的疾病扼殺在搖籃中，不僅提升了安全性，還大幅度節(jié)約養(yǎng)護經費。

       如此神奇的全科醫(yī)生，“測、防、診、治”是如何實現的呢？

       測——“病源”的監(jiān)測與檢測

       超限荷載、車船撞擊、鋼筋銹蝕、預應力損傷、拉索斷絲等是導致橋梁發(fā)生損傷甚至倒塌的誘因。對這些可能導致城市橋梁“生病”的風險源，監(jiān)測和檢測技術是基礎。研究人員從“人因風險源”和“本體風險源”兩個角度出發(fā)，形成了基于新技術和智能化平臺的“兩監(jiān)三檢”技術。

       兩項監(jiān)測技術是指橋梁超限荷載監(jiān)測技術和基于機器視覺技術的橋區(qū)通航監(jiān)測技術；三項檢測技術是指混凝土內部鋼筋銹蝕度檢測技術、城市橋梁預應力損失快速無損檢測技術和診斷拉索腐蝕斷絲位置和程度的無損檢測技術。

       防——“疾病”的防控與預警

       實現了對大橋“病源”的監(jiān)測和檢測后，需對“疾病”的產生進行防控和預警，以便及時了解橋梁狀態(tài)并及時采取措施，預防各類安全事故的產生。因此，催生了預警系統(tǒng)，包括實橋—模型交互的超限車輛預警系統(tǒng)和基于動態(tài)危險分區(qū)分級的橋梁船撞主動預警系統(tǒng)。為提升城市快速路橋梁、高速公路橋梁和跨航道橋梁的超限車輛管控、通行船舶管控、橋梁結構安全及風險的高精度管控提供了新平臺。

       診——“病灶”的評價與診斷

       對于橋梁長期監(jiān)測或檢測獲得的結構狀態(tài)，或已經出現的橋梁病害，合理的橋梁安全評價和“病灶”診斷是非常必要的。在橋梁病害診斷方面，車輛超限荷載譜及結構安全評價方法、索結構橋梁快速評估理論與方法和基于客觀賦權的城市橋梁網絡地震風險評估方法，突破了如何將車輛荷載譜應用于橋梁結構響應及安全評價，以及目前國內外的結構響應及安全評價與實際二維車輛荷載的作用效應脫節(jié)從而導致評價精度不高等技術瓶頸，有效解決了索結構橋梁關鍵構件的快速診斷與評估難題以及城市橋梁抗震加固優(yōu)先級的策略指定過于依賴經驗判斷的難題。

       治——“病狀”的修復與整治

       在了解清楚橋梁結構病害的原因，采取了相關防控與預警技術，掌握了災害評價方法后，則需對癥下藥，對產生“病狀”的結構本體進行處理整治。如針對橋梁承載能力不足的情況，可采取梁橋橫向預應力﹢鋼梁組合裝配式快速加固技術和截面轉換的加固方法；當橋梁抗撞能力較弱時，可采用組合結構防撞設施和獨立式防撞設施進行性能提升；當橋梁抗震性能不足時，依據彌散塑性鉸理念，可采用超高性能混凝土（UHPC）的橋墩局部抗震加固技術，延長墩底潛在塑性鉸區(qū)的長度；而對于橋梁需整體更換的情況，采用集支撐、升降、轉動、運輸于一體的橋梁上部結構快速更換智能裝備，能夠有效縮短作業(yè)時間。

       全科智能醫(yī)生已經成功為數百座橋體檢、預警，治愈了23座橋梁，確保了橋梁安全服役，延長了橋梁的使用壽命，保障了人民生活安穩(wěn)有序，支撐了城鎮(zhèn)化建設的持續(xù)發(fā)展，獲得了社會的廣泛贊譽。