第170期安徽省长大桥梁集群监测技术

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第170期安徽省长大桥梁集群监测技术

2023-1-10 15:18

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【52监测网】第170期安徽省长大桥梁集群监测技术

52监测网专家报告分享-第170期

《安徽省长大桥梁集群监测技术》

张立奎安徽交控养管中心/总工

一、背景现状

二、监检测技术

三、技术应用

四、未来展望

内容介绍

一、背景现状（行业背景与现状问题）

• 地形水系：1）地势西南高、东北低、长江、淮河横贯省境；2）长江两岸地势低平，河湖交错；3）皖南山区层峦叠嶂，峰奇岭峻，以山地丘陵为主。

• 管养范围：1）集团运营高速公路里程4421公里，占全省的91%；2)所辖高速公路在役桥梁共计5782座，桥长981.517km，特大型桥梁304.139km/124座；3）在建高速公路近1000公里。

1.行业背景

寿命短

风险多

2.现状问题

桥梁体量大、风险因素多、平均寿命低、社会影响大——需求：实时掌握重要桥梁健康状态，确保结构安全。

当前健康监测系统存在的问题：

1）系统性能与长期监测目标不匹配；

• 传感器寿命短，普遍低于10年，振动传感器多为3~5年；

• 软件故障率（采集、传输、后处理）达到5%~10%；

2）监测项目针对性不强，与病害、结构退化关联程度不高；

• 以往监测项目往往侧重于设计关键点；

• 监测项目与结构退化之间关性不明确；

• 监测项目与重点病害之间相关性不明确；

3）实时分析评估与综合分析评估难；

• 无法实现实时评估-往往是在线收集数据，离线分析评估，无法及时有效给出评估结果；

• 系统功能不能满足数据分析需求-以往单座桥的索力数据分析需要近24小时，一座桥的报告一个小组需要7天完成，而系统提供的自动报告质量不高；

• 监测与评定关联性不强-监测到的结构安全性能数据与2011评定规程关联性不强；

• 监测数据利用率不高-各桥监测数据相互独立，不能利用充足监测数据构建统一分析评估平台；

4）现有监测系统不满足集群监测需求；

• 多数桥梁健康监测系统为单桥系统，少数为多桥系统，但仅仅是一个用户界面挂几个网页链接的平台。

-开放性、兼容性差；

-大数据处理能力不足；

-维护难度大；

5）传统数据库不能满足大数据分析要求；

• 传统桥梁健康监测系统数据库通常采用SQL Server、MySQL\Oracle等，然而监测系统的数据24小时不间断进行采集，随着时间的增加，数据量越来越庞大，将产生海量数据，如果使用传统的关系型数据库软件来管理监测系统的数据，在数据的处理、写入以及数据的存、读取上都会越来越慢，如果不经过及时的维护及清理，最终会导致整个监测系统的崩溃。

• 图像、视频、语音等大量非结构化数据是桥梁状态的直观记录，信息十分重要但与传统数据库不匹配，融合难度大，不具备自动化分析评估基础。

3.小结

尽管经过几十年的发展，健康监测已经取得了长足的进步并在工程上得到了广泛的应用，但是，正如前文所述，健康监测仍存在不足，尤其是在集群化、多源数据、数据存储、智能监测等方面实用性不强，与既定监测目标不匹配。

基于此，安徽交控集团依托《关键交通基础设施工程康养平台建设》项目，充分发挥自己的优势，积极开展健康监测集群化、一体化等一系列研究，并得到了诸多成果，现已在安徽多座桥梁上推广使用。

二、监检测方案（测量、评估、比对多种方案）

1.监检测方案

基于实时掌握长大桥群安全与健康的目的，通过安徽高速长大桥梁近几年的实践和探索，我们构建了开放式、基于大数据的监测与管养一体化综合平台，形成了一套监检测方案。

• 监测理念从设计、建设到养护运营，实现对桥梁结构性能状态及退化、重点病害发展、补强加固效果等全方位的监测，形成长大桥梁健康监测系统布设指南；

• 纳入检测、无人机巡检、三维激光扫描等数据，利用多源数据的互补性，提升数据的完整率、准确性；

• 建立检监测一体化评估体系，分类报警，提升评估和报警的准确性；

• 开发移动终端应用子系统，随时随地掌握桥梁运行状态；

2.桥群平台