橋墩受損警示裝置

周江盟+胡開域+林湘祺

橋梁是連接江河兩岸最主要的交通樞紐，由于過往船只較多，船舶撞橋事故時有發生，嚴重威脅著橋梁的安全。

目前，國內尚無對橋墩受到撞擊損傷進行實時撞擊波智能警示的手段，為避免發生次生災難，仍采用事后組織專業技術研判，耗時長、效率低。如何才能讓船舶通過橋梁時更安全？

物理課本中曾提到，聲波是物體受到敲擊發生振動產生的。何不利用聲學原理和智能視頻技術制作一套橋墩受損警示裝置？

一、研究思路

總體方案如圖1。本裝置運用撞擊聲波分析技術，設計構建了一套基于數字化音頻處理、視頻抓拍撞擊現場、監測橋墩受到船只或大型漂浮物撞擊時的智能化研判警示裝置，實時監測橋墩狀態，準確判斷受撞橋墩的損傷程度，以便人們采取必要措施，避免次生災難發生，維護橋墩的安全。

同時，對在惡劣環境下的橋墩基樁進行視頻監控，監測其水下結構被激流沖刷形成的各種損傷，以便全面評估橋墩的狀況。

二、設計制作

我們設計制作了撞擊波實驗裝置，如圖2。

該裝置由橋墩、橋墩中預埋的聲波傳感器、聲波電信號傳輸線、可調力度撞擊桿、數據分析電腦、底座以及信號傳輸箱、進行水下探測的導軌及附件等組成。裝置制作完成后，我們進行了如下實驗。

1.不同強度撞擊力的撞擊波譜分析

實驗目的：通過對撞擊波的頻譜分析建立對撞擊破壞程度的判斷。

在橋墩撞擊波實驗裝置中，由彈力帶按弱、中、強三種刻（長）度彈射撞擊桿，直接撞擊橋墩，然后由傳感器采集撞擊波數據，并傳輸到電腦進行處理?！?br>