智能裂缝传感器:智慧监测每一道裂缝,为桥梁扣紧“安全锁”
针对近期大范围的强降雨天气,湖南常德石门县所街乡党委书记在凌晨多次巡查中,发现张家渡大桥桥基土壤松动、路基下坠。凌晨5时,他果断实施交通管制;凌晨6时,劝返100多辆车;凌晨8时,大桥桥面塌陷约160平方米。对于这起因多次巡查成功避险避灾案例的通报表扬,无疑是对管理单位的认可。
根据国家《进一步推动公路桥梁隧道结构监测工作实施方案》,其中提到,到2030年要实现高速公路、国道、省道普通桥梁监测全覆盖,涉及桥梁总数高达50.9万座。仅凭几人对一座桥梁进行巡检尚且可行,但对于辖区内存在多座桥梁的情况来讲,又该如何确保每次监测及时又到位呢?
一、桥梁易出现哪些结构性损伤
1.裂缝
裂缝主要出现在主梁、桥面板、墩柱和盖梁等部位。裂缝会降低桥梁结构耐久性,若有水分等从裂缝处进行结构内部,又容易引发钢筋锈蚀、裂缝扩展等问题。
2.变形与挠度过大
桥梁变形主要在于主梁下挠、结构扭转、局部变形。其原因包括超载运行、材料老化等。过大的挠度会改变结构受力状态,长期发展可能导致裂缝扩展、连接损坏。
3.基础沉降
基础沉降是由于地基承载力不足、土体变形或外力作用引起的桥梁下沉现象。不均匀沉降会导致桥梁产生附加的内力,使桥面出现错台、裂缝等问题。若沉降一直发展下去,将改变桥梁受力情况,甚至导致桥梁直接垮塌。
可以看到,裂缝是桥梁结构中最常见的损伤,同时也是多种结构病害的外在表现。无论是变形与挠度过大、基础不均匀沉降,还是疲劳荷载作用、钢筋锈蚀等问题,可能都会以裂缝的形式表现出来。因此,裂缝更是反映桥梁整体健康状态的重要“信号”。
二、智能裂缝传感器在裂缝识别中的表现
WITBEE®万宾科技®智能裂缝传感器EN100-C-FF不像无人机一样,需要依靠人工操作才能近距离检查,也不像摄像头那样,只能现场拍照而无法形成连续性的记录。它可以安装在梁体、桥墩、支座等位置,做一个24小时在线的贴身“守卫”,实时感知每一道裂缝的出现,以及宽度、长度、位移变化。
工作人员站在桥下,能看到2mm的裂缝已属不易,而智能裂缝传感器可以感知比头发丝还细的变化,支持0至300mm的裂缝监测范围。当桥梁因荷载增加、基础沉降、疲劳损伤、环境变化导致结构开裂时,它能够快速捕捉裂缝变化信息,实现裂缝的全程跟踪、及时预警,为桥梁扣紧“安全锁”。
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