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　　本报记者 施科 朱海  通讯员 李蓉

　　近年来，随着我国经济的发展，一系列长大桥梁崛起于江河湖海之上，这些桥梁的质量和安全性关系到人民群众的安全出行。

　　对于长大桥梁而言，动辄几百米高、上千米长的桥梁，传统的人工巡检方式存在许多“ 死角”。有没有一种省时省力又科学的方法对它们进行把脉问诊呢？

　　今年年初，由东南大学和江苏省交通科学研究院股份有限公司等单位联合申报的科研成果《长大跨桥梁结构状态评估关键技术与应用》喜获2013 年度国家科技进步二等奖。该研究成果打破了制约我国长大跨桥梁结构健康监测深层发展和广泛推广的瓶颈问题，加速了我国此类桥梁的科学化发展，进一步缩小了与发达国家桥梁管养技术水平之间的差距。

　　传统评估模式遇瓶颈

　　“ 长大跨桥梁作为重要的交通枢纽和生命线工程，具有投资量大、服役期长、工作环境差、养护难度高等一系列鲜明特点。”江苏省交通科学研究院副总工程师张宇峰告诉记者，随着我国大量长大跨桥梁的不断出现，结构损伤、构件老化、持久安全性能降低等桥梁病害问题日益凸显，加强对长大跨桥梁结构的评估，以减少维修费用，减轻结构损伤和退化，确保桥梁结构的持久安全已刻不容缓。

　　就目前国内外的实践来看，海量的监测数据并未得到充分利用，辛苦测来的海量数据往往成为“垃圾数据”。究其原因，张宇峰解释说：“长大跨桥梁在运营状态下往往会受到车辆荷载场、温度场、风场、腐蚀环境的耦合作用，在外部荷载、材料抗力的确定过程中也存有不确定性，在结构监（检）测时又面临测量误差和噪音干扰等问题。”而传统的基于检测的评估方法模式单一、效率低下、主观性强，存在较多检测死角，且易受极端天气影响。

　　“ 用传统模式来解决多尺度、多因素耦合和强烈不确定性的结构损伤演化和状态评估问题比较困难，传统评估养护模式遭遇瓶颈。”张宇峰说。

　　检测系统就像桥梁的神经系统

　　张宇峰告诉记者，对长大跨桥梁进行健康监测一直是当今工程界的热点问题。

　　为更加形象地说明问题，张宇峰将桥梁比作人体，将项目创新技术对桥梁结构健康检测及安全评价系统形象地比作人体神经系统，而安装在桥梁上的传感器则相当于人体的神经末梢。

　　张宇峰说，该研究项目首次建立了融合“ 实时数据采集、在线模态分析、结构损伤预警、综合状态评估”等功能的大型桥梁健康监测系统。

　　在整个评估过程中，首先要在桥梁的关键或易损部位安装各种类型的传感器。据张宇峰透露，传感器相当于人体的神经末梢，传感器自身灵敏度较高，“ 一有风吹草动就能察觉到，然后系统会将这些采集到的光电信号通过传输系统传送至数据处理中心，再经过转化系统形成数据库，供大桥维护技术人员参考和评估，进而做出具体的维护决策。”

　　据介绍，桥梁的健康监测难在平时，而桥梁的健康判定标准既受桥梁本身结构和特点的影响，也受强风、湿度、年龄等多种因素的影响。因此，找寻一种普遍使用的监测依据或方法是摆在桥梁健康维护者眼前的重要课题。

　　张宇峰说：“ 该项目最重要的贡献在于解决了一系列评估和监测难题，提出了多种评估、监测依据和方法。”比如，在桥梁缆索腐蚀、断丝无损检测技术项目上，提出了实用的基于磁致伸缩导波的桥梁缆索无损检测技术、评价方法和结合检测现场工况的检测流程。

　　综合效益日益凸显

　　“自上世纪九十年代，我们就开始研究，现在，光长江上就有7座跨江大桥采用了我们的技术。”张宇峰告诉记者，团队组建以来，针对传统桥梁维护管理手段单一、自动化和科学化程度低等特点，历经十年，攻克了长大跨桥梁评估中的若干关键科学技术问题。

　　截至目前，该研究项目已发表论文80 余篇，获国家发明专利授权8 项，实用新型专利授权4项，软件著作权登记4 项，为业内此类研究积累了丰厚的理论成果。

　　据悉，该项目研究成果已成功应用于润扬大桥（悬索桥+斜拉桥）、苏通大桥（斜拉桥）、江阴大桥（悬索桥）、南京长江第二大桥（斜拉桥）等一批具有世界影响力的重大工程建设项目，以及国家级文物桥梁兰州黄河铁桥，创造直接、间接经济效益达10 余亿元，并推广至内蒙古、云南、贵州等西部地区。

　　此外，项目研究成果及其应用提高了桥梁养护管理的客观性、科学性和自动化程度，保障了大桥在整个服役期间的安全性和耐久性，为制定维护和加固方案、实现科学化养护管理提供了重要的理论依据和技术支持。

　　延伸阅读

　　长大桥梁健康监测学术研讨会举行

　　近期，由浙江省公路学会主办，浙江省交通科学研究院、舟山市交通运输局、舟山市大桥建设管理局、浙江舟山跨海大桥有限公司等单位承办的长大桥梁养护与健康监测学术讲座在舟山举行。会上，多名专家介绍了长大桥梁技术发展的最新趋势。

　　全国知名桥梁研究专家、同济大学教授陈艾荣介绍了虚拟实验技术在桥梁运营维护安全中的应用，如疲劳数值模拟技术、混凝土耐久性数值模拟技术，以及结构在极端事件如爆炸、火灾、船撞作用下的数值模拟技术等。

　　浙江舟山跨海大桥有限公司总工程师范厚彬介绍了舟山跨海大桥的养护与运营基本情况、健康监测系统与人工电子化巡检系统的先进架构、台风期间桥梁结构监测情况和大桥面临的问题及对策措施，重点介绍了主缆与锚固区温湿度变化机理及预养护策略研究、跨海桥梁水上新型防撞设施关键技术研究的最新进展情况。

　　浙江省交通科学研究院田浩博士则针对当前大型桥梁监测系统海量原始数据在数据挖掘与分析方面存在的有关问题，介绍了舟山跨海大桥结构监测系统海量原始数据的梳理、分析、压缩与显示技术（ 有效数据从每天3G 压缩到30MB），以及如何利用监测数据对结构本身开展静力评估、动力评估和专项评估等。（田浩  廖礼中）