虎门大桥“呼吸”事件最新结果公布，物联网结构监测成评估利器

近年来，桥梁事故屡见不鲜，或虚惊一场，或人财两失，严重程度大相径庭。

就在近日，相隔不到半个月的时间里，接连发生了两起桥梁事故。

• 4月26日，武汉鹦鹉洲长江大桥桥体出现波浪般的晃动。此后，该桥管养单位武汉市城投集团公司回应称，此次桥梁异常振动系特定风况引起，振幅在设计允许范围内;桥梁结构运行正常，安全有保障。

• 5月6日下午，主跨888米的虎门大桥桥面出现了幅度明显的“抖动”，桥中间的隔离带上的指示牌也随之上下摇晃，甚至直到第二天凌晨仍在振动。

　　悬索桥振动模型

好在两起事件都没有造成人员伤亡，但也因此引起了业界广泛的关注。尤其后者，以各种“姿势”出现在各大平台的热搜榜上，引得社会各界人士纷纷站在自己的角度对此次事件发表了自己的“看法”：

 

而在各界或质疑、或猜测、或调侃、或借势推销的声浪中，网友们也探讨起了“虎门大桥”是否是豆腐渣工程。就此我们采访了业界专家：

5月10日，最新发布的报告对此作出了回应，它确实不是豆腐渣工程!

从虎门大桥“呼吸”事件说起，我们怎么看结构健康监测?

• 虎门大桥作为一座具有标杆意义的大桥，此次“呼吸”事件的发生也给我们现实生活带来了巨大的借鉴意义：

• 预防已有桥梁事故发生的必要性，通过采用物联网技术实现结构健康监测，提高发现类似情况的速度，从而能够及时采取交通管制的措施;

• 发生突发事件后的评估为应急响应提供辅助决策;

给后续同类型桥梁设计优化提供数据和经验，来源于真实的场景的数据比实验数据有更高的参考价值。在这些借鉴意义的背后，是数据，是结构健康监测，也是基于两者而做出的事故提前预警。

如果说虎门大桥事件离大部分人的生活不够近，那不妨从更加接近我们生活的地方聊起。

其实在我们的日常生活中，通过佩戴智能手环、智能手表等监测设备，实时监测心率、步数、环境噪声等，再借助收集而来的数据分析人体的健康状况，比如通过Apple Watch监测并输出专业水平的心电图、糖尿病呼患者随身佩戴血糖监测仪器以有效预防风险的发生等，这些都已经不是什么新鲜事了。

那么，如果把桥梁比作人体，则桥上安装的监测系统相当于功能丰富的智能监测设备，它们可实时收集各类环境监测数据，通过这些数据再对桥梁状况进行分析。同人体监测设备存在的目的一样，结构健康监测系统的存在也是如此：

• 一方面，通过长期的结构监测获得结构响应的变化，这些数据具有长期性、累积性的及统计性的特征，有着独特的、不可替代的价值。

• 另一方面，对于一些已经存在的或者潜在的问题，监测系统也能够跟踪其变化发展趋势，为结构性能变化以及损伤推演提供支持。

说了这么多，何为结构健康监测?

　　结构健康监测(structural health monitoring，SHM)利用现场的传感设备获取相关数据，实时感知、监测、识别、评定和预警结构荷载与环境作用、结构响应、结构性能、结构状态与安全水平。它高度集成了土木工程、信息科学、通信科学、计算机科学、数据科学等多个专业领域的技术，是保障结构全寿命服役安全的有效方法和手段。

　　再来说说，结构健康监测发展过程中三个重要的时间节点：

　　即是监控系统，那到底能监控哪些关键指标想必也是大家都关心的内容。对于大型桥梁来说，一个全面的结构健康监测系统可实现以下三个方面：

　　第一：实现环境监测，如车辆载荷、船舶撞击、风速风向、风压、地震、温湿度、余量和视频监控等;

　　第二：实现结构整体响应，能监测到振动、变形、位移和转角;

　　第三：实现结构局部响应监测，包括应力应变、裂缝及索力。总体来说，结构健康监测系统主要发挥着监测及预警的作用。

　　结构专家如何进行桥梁结构监测系统设计?

　　人在健康的情况下尚且要长期进行监测，作为在交通事业承担了举足轻重的作用的桥梁也是如此。那些表面看似稳固的桥梁，或许存在着严重的安全隐患。突发异常变化的桥梁也不能武断地认定是设计、施工存在问题，而是需要依赖土木结构专业知识，并结合长期历史数据进行推论。

　　结构健康监测系统设计步骤

　　在确定结构健康监测系统的目标后，结合被监测结构的设计、施工图纸资料以及历年的检测报告等，我们会对结构进行深入分析，了解结构的力学行为规律，掌握起关键部位、荷载及理论响应，对监测方案的结构部分进行概念设计。基于以上分析才能进一步对监测系统的传感器选型、布设方式、传输策略、数据存储管理方式等进行细化技术设计。

（编辑：辽源站长网）

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