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新型传感技术用于国内桥梁健康检测系统中

2018-12-18
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摘要 中国的桥梁总共加起来有100多万座,其中十分之一在江苏,而江苏全省除了建成较早的南京长江大桥,实验室为其他大桥都装上了健康检测系统。

  你知道吗?在南京长江二桥上安装有200多个传感器,它们24小时捕捉着桥梁的结构健康状况的所有信息,发送到南京市长江大桥及隧道健康检测数据中心实验室进行分析。一旦有异常,可以提前预警,并由管养人员前去修复。


南京长江二桥,资料图

  一般来说,桥梁的设计寿命一般为100年,但由于常年裸露在外,又承受车辆碾压,会对健康状况产生极大威胁。中国的桥梁总共加起来有100多万座,其中十分之一在江苏,而江苏全省除了建成较早的南京长江大桥,实验室为其他大桥都装上了健康检测系统。

  在实验室内的南京市长江大桥及隧道健康检测数据中心,一排大屏幕正实时播放着各座桥梁的图像,下面则是像心电图一样的波纹。工作人员随手点开南京二桥结构健康检测系统,屏幕上跳出二桥的模拟图,桥身上一个个圆圈闪烁,一旁的近景画面则显示,这些圆圈都是一个个小盒子,相当于两个手机屏幕的大小。


南京二桥电脑模拟图,桥身上闪烁的圆圈,都是装有传感器的小盒子。资料图

  盒子里装的就是提前布设的传感器,波纹是它实时捕捉的信息。包括环境信息,比如当时桥上的风速、温度、车辆负载等;结构信息,比如桥面变形情况、斜拉桥的索力等。一旦捕捉到的数据超过预先设定的数值,系统就会自动报警,然后工作人员根据信息判断,给负责桥梁的管养人员下达指令。比如雨雪天,桥面接近0时报警,通知管养单位撒融雪剂;夏天超过60,下达的指令则是洒水降温。

  据介绍,目前江苏全省桥梁基本安装了健康检测系统。


裂缝传感器监测技术被用于苏通大桥上,资料图

  为了让系统更精准捕捉桥梁的健康信息,这几年,实验室专家们为这套健康检测系统研发了不少秘密武器。比如,混凝土桥面常常会出现裂缝,有些裂缝只有在车子经过的时候才张开,人工巡检很难发现,而分布在桥身的传统传感器,只能捕捉周边0.5米范围内的裂缝,实验室和东大合作,研发分布式技术,将传感器捕捉范围扩大至2米,目前这一技术已在苏通大桥试用。

  桥梁斜拉索一般包裹在各种防护材料中,其中的拉丝一旦断裂,外表很难发现,时间一长,就会对桥梁健康产生重大影响。实验室和华中科技大学合作,研发了索蚀断丝无损检测技术,利用磁性机械波自动检测。这种机械波遇到缺陷会有回波,技术人员对这些回波进行捕捉并分析,从而判断斜拉索内部是否有断丝。

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