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桥梁人工检测和健康监测系统都处于什么“维度”?

2019-6-3 12:46
来自: 检师学社 收藏 分享 邀请

天下没有能够发现一切桥梁病害的检测手段,我们也不应该抱有这个幻想。每种检测手段都有其检测的参数及其适用的条件,单单是应变测量就有好多种传感器,适用范围和成本条件不同也,各自都有用武之地。桥梁人工检测和 ...


天下没有能够发现一切桥梁病害的检测手段,我们也不应该抱有这个幻想。每种检测手段都有其检测的参数及其适用的条件,单单是应变测量就有好多种传感器,适用范围和成本条件不同也,各自都有用武之地。

桥梁人工检测和健康监测系统大抵也如此,从技术角度来看,各有各自的适用维度。先来讲个小故事:

2007年某城市五座跨江大桥梁要做桥梁监测系统,学社君帮助业主做了技术方案,帮业主跑通了当地发改局立项和财政局预算审批。学社君不是活雷锋,学社君是唯利是图的奸商也,挣钱是第一目的,毕竟手下兄弟们都要养家糊口。立项成功之后进入实施环节,业主把我们甩了,委托某985高校某著名教授作了技术方案,以此技术方案作为招标依据。按行业惯例总得开个专家论证会吧,学社君也参加了该专家会,组长是某院士。该教授为了说桥梁监测系统好,汇报中把监测系统的地位抬得不切实际的高,高到什么程度呢?包治百病!而且,重点来了,还没忘了把桥梁人工检测大大鞭挞了一通。汇报完毕,组长院士还没发言,几位专家已然按奈不住,大呼冤枉,“我们地区之前没有安装过任何监测系统,几十年来全省桥梁安全保障不还得靠我们兢兢业业的人工检测吗?”这几位专家都是长期在桥梁检测一线工作。本人第一次见证,而且至今还是唯一一次见证了,如此场面失控的专家评审会,老专家过于激动差点离场吃药保护一下心脏。结果可想而知,会上否决了监测系统建设,预算退回财政局。

人工检测和监测系统从业人员如此“对话”,很难形成良性互动的学理讨论空间。我们来看一张图:

图1获取信息不同手段所处的不同维度

如果我们能够摒弃偏见从“无论健康检测系统还是桥梁人工检测都是获取桥梁安全评估所需要信息的不同手段”这个角度出发看问题,那种“文人相轻”的气氛是不是会降低一些呢?上面图1,从(检测精度,检测实时性)两个维度观察,“人工检测”精度高,但是实时性低(一般两到三年一次定检,也有地区一年检测一次的);“桥梁健康监测系统”实时性高,但是由于理论算法有待完善,其检测精度(不是传感器精度,而是发现桥梁病害的精度哦)还不算高。监测系统和人工检测各有利弊,各有各用武之地。大量桥梁安全保障,实打实说能够依赖的仍然是人工检测,尽管有些教授们说介个太low;但是对于病害严重而又一时不能获得经费维修加固的桥梁,弄上几支传感器,实时监控一下其状况,也未必就是不可取之策。

我们重新回到图1,当我们把C点(监测系统)和A点(人工定期检测)给戳到图上之后,我们不禁要问,有没有中间其他可能的检测手段呢?实时性比不上监测系统,但是精度远远高于监测系统;精度比不上人工检测(两到三年一次,两次检测间隔之间桥梁发生问题咋整?)但是能够时不时到桥上鼓捣鼓捣检查检查不也挺好吗?据说门捷列夫发明元素周期表之后,好多好事之徒,总看着残缺不全的周期表发呆,这个位置能不能发现一种新元素呢?这个位置的新元素的发现能得诺贝尔吗?当然我们也曾经对着图1发呆,能发明一种设备混一个科技奖励评评职称吗?学社君没有发呆出什么新奇玩意儿,但是有人能!

北京五道口男子技工学校向志海教授2005年跟我们一起鼓捣交通运输部西部交通建设科技计划项目《西部山区高速公路结构健康监测系统关键技术研究》,他发现如果桥梁病害恰好发生在传感器安装那个位置,信号对损伤比较敏感,否则,呵呵!总之吧,监测系统发现桥梁病害的能力略显不足,因为桥梁病害发生的位置不会乖乖听人指挥,否则的话监测系统和人工检测统统可以不要了。向教授没有善罢甘休,他就发呆地想啊,要是传感器动起来,从桥上跑来跑去,那不就能够很敏感地发现病害,而且好像只需要一支传感器就好了,当然是一支能够走路的传感器。一支能够走路的传感器,确实有些特立独行啊。

图2国内某集群桥梁监测系统

当然,迄今为止市面上买不到能够走路的传感器,那就用车拉着传感器跑吧,这个简单。既然有车就好办了,车上装个激振器,边走边敲打,据他本人讲这个是看到啄木鸟找虫子而有感而发。不简单的是,信号咋分析呢?功夫不负有心人,向教授最终鼓捣出了一套算法,我资质平平,看不太懂啊!

图3敲击扫描式桥梁损伤快速检测车

三位院士说,“此车不赖,国际领先!感谢发展我的理论,做的不错!very very good!”于是我们可以在图1的B位置点上一点。桥梁检测行业于是乎进步了一丢丢。


北京潮河桥梁做荷载试验,桥梁总计八跨,选哪个跨做试验较好呢?小车上去巴啦啦一通敲打,一百多米桥梁测一次不到2分钟,且不中断交通。发现第三跨疑似有问题,近前观之,梁上确实有上下贯穿孔洞。于是乎。

图5 北京潮河桥梁荷载试验

其实任何的检测手段,无论是监测系统也好,人工检测也罢,在工程应用上都是“收益”和“成本”之间的算计而已。有人说监测系统没有用,我想是因为效果不太好而投入巨大。所以从学理角度来看,我们要做的是一手提高检测手段的检测效果,另一手降低检测的成本,没啥好办法。各种检测手段的成本好计算,检测手段的收益如何分析?请各位专家学者们给支支招数吧!B(benefit)-C(cost)>0的检测手段都是好手段!

2019年5月29日
检师学社联系邮箱:jianshixueshe@163.com


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