桥梁的使用寿命一般是多久?其安全监测通常涉及哪些内容?
桥梁的寿命长短与安全状况,直接关系到千百万人的生命安全与区域经济的血脉畅通。那么,一座桥梁究竟能陪伴我们多久?又有哪些"健康指标"需要工程师们持续关注?尤其在城市生命线安全创新工程与城市更新行动推进中,桥梁安全管理如何提质升级?
一、桥梁不是“铁打”的
桥梁和人一样也有“生命周期”。一般来说,一座普通公路桥梁的设计使用年限大约是50年,而铁路桥梁或者重要城市交通枢纽中的桥梁,设计寿命可以达到100年甚至更久。但这只是设计寿命。如果维护得当,使用六七十年完全没问题。相反,如果长期缺乏管理、年久失修,有的桥梁可能不到几十年就出现各种隐患。
除此之外,影响桥梁使用寿命的因素还有很多,比如建造时所用的材料质量、桥址的地质条件、所在区域的环境、是否超负荷使用等。再者,桥梁的“体检”不是一年一次的事。既然桥梁会“变老”,那时时刻刻的安全监测便是延长其使用寿命的更佳手段。对此,WITBEE®万宾科技®桥梁结构健康监测系统的付出虽然是默默地,但却为桥梁安全管理的智能化转型提供了多种技术。
二、安全监测的三大核心
1.位移形变监测
桥梁在长期运行过程中会因荷载变化、地基沉降、温度变化、外力冲击等原因发生位移与形变。桥梁结构健康监测系统依托传感器可以及时掌握桥梁结构各部分是否出现不正常的变动,有助于预防结构失稳或开裂等隐患。
(1)智能视觉形变仪:通过人工智能图像算法监测桥梁关键部位的变形、位移、挠度,适用于大跨度桥梁和重点节点。
(2)GNSS监测一体机:利用多维度结构健康无损SHM识别技术,对桥梁整体空间位置变化进行实时监测,尤其适用于高架桥和山区桥梁等对空间稳定性要求较高的结构。
(3)智能位移传感器:安装于桥梁支座或连接部位,实时监测桥梁位移数据,帮助工程人员判断桥梁结构的活动是否正常。
2.应力应变监测
桥梁承受着不断变化的载荷,如车辆、风力、温差。这些载荷会在桥体材料内部产生应力和应变。通过对应力应变的监测可以评估结构疲劳状态、识别裂缝和材料劣化程度。
(1)智能应变传感器:安装在桥面、主梁等受力部位,实时记录拉压应变数据,反映桥梁在各种载荷作用下的实时响应。
(2)智能裂缝传感器:实时监测混凝土或钢结构中的微裂缝扩展情况,及时预警裂缝异常增长,防止局部损伤演化为突然垮塌。
3.振动倾斜监测
桥梁在车辆通过、风振、地震等因素影响下会产生振动和微倾。监测其振动和倾斜状态不仅有助于分析结构动态性能,还能预警更多突发性事件。
(1)倾角振动监测仪:集倾斜、加速度、振幅、频率等监测功能于一体,适用于拱桥、斜拉桥等结构复杂的桥型,帮助判断桥体是否发生不均匀沉降或不对称振动。
(2)智能加速度监测仪:采用超低噪声加速度芯片采集技术监测桥梁振动过程中的振动变化,帮助识别结构刚度退化或松动。
(3)智能倾角监测仪:对桥塔、桥墩等垂直构件的倾斜角度进行实时监测,适合用于评估其稳定性变化。
WITBEE®万宾科技®桥梁结构健康监测系统的每一次监测、每一个数据传递、每一次预警,都是守护城市生命线运行的一环,有效延长桥梁的使用寿命并提升桥梁监管的智慧化程度。
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