信息化監控技術在公路橋梁養護中的應用

楊志堅

摘要：文章基于公路橋梁養護技術的發展現狀，介紹了信息化監控技術的應用情況，設計出基于信息化監控技術的公路橋梁養護系統模型，并對該系統的主體功能和運行穩定性進行分析。通過工程實例應用評估，證明了該公路橋梁養護系統設計思路的正確性和工程應用前景。

關鍵詞：信息化監控;公路橋梁;養護

中圖分類號：U445.7 文獻標識碼：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2019.08.025

文章編號：1673-4874（2019）08-0094-03

0引言

橋梁工程技術的發展對于我國經濟領域的建設具有重要的基礎作用。橋梁工程的施工質量及投入使用后的養護情況對于橋梁的使用壽命具有深遠影響，尤其是對于橋梁的養護工程而言則貫穿于橋梁全壽命周期的始終，其重要性不言而喻。因此，對于橋梁養護技術的不斷探索與創新成為了當前路橋施工企業工程技術人員研究的重點內容。以公路橋梁的養護技術為例，經過我國該領域工程技術人員多年來的不斷研究與努力，現已形成較為全面和完善的公路橋梁養護技術體系，包括與機械、材料、力學、計算機等多個交叉專業的滲透與融合。本文將信息化監控技術應用于公路橋梁的養護工程中，闡述了信息化監控技術在公路橋梁養護領域中所具備的優勢，工程應用效果顯著。。。]。

1公路橋梁養護技術發展現狀

1.1國內外發展現狀

公路橋梁養護技術在近年來取得了飛速發展，國外歐美等發達國家在該領域走在世界前列，已研制出公路橋梁的精準定位養護系統，極大地縮短了公路橋梁養護的周期，節約了養護時間成本并提高了工作效率。如基于GIS精準定位技術的公路橋梁養護系統等。除此之外，在公路橋梁病害的前期診斷和預防領域中，日本的研究比較深入，如基于災害預警機制的公路橋梁養護體系等，以此來應對該國頻發的地震等自然災害。國內部分，由我國路橋企業建設單位研發的公路橋梁多級養護系統已順利通過驗收并投入使用，該系統將橋梁養護工程細分為多個等級，全面提高了公路橋梁的綜合養護效果D

。國內外公路橋梁養護主要技術對比如表1所示。

另外，我國基于多模式識別的公路橋梁養護技術也在抓緊研制中，可逐步提高公路橋梁養護的自動化、智能化程度。

1.2信息化監控技術的應用情況

信息化技術在當前我國各領域的建設中應用比較廣泛。信息化技術又可具體細分為多個分支，如信息化存儲技術、信息化處理技術以及信息化監控技術等。其中信息化監控技術以計算機、網絡基礎架構為依托，綜合了多媒體、數據庫等應用架構，將數據抽取、分析等功能模塊有效集成，進而形成公路橋梁養護的系統性數據，為養護方案的制定提供精準、可靠的決策支持。信息化監控技術核心架構如圖1所示。

2基于信息化監控技術的公路橋梁養護系統設計

2.1系統主體功能

公路橋梁的養護過程涉及到工程的諸多環節，例如橋梁工程使用狀況監測、養護方案制定及執行和養護后期的工程驗收等部分。因此，基于信息化監控技術的公路橋梁養護系統在設計過程中應充分考慮到以下幾方面主體功能：對公路橋梁使用情況可提供精準的監測數據;對公路橋梁可能引發病害的部分可進行一般性預測;養護方案的制定應具有可操作性;養護實施及驗收階段的作業流程應具有完整性、高效性。基于信息化監控技術的公路橋梁養護系統主體功能如表2所示。

由表2可知，公路橋梁使用狀況的精準監測數據及養護實施階段的高效性屬于公路橋梁養護系統中兩個比較重要的主體功能，分別占比達30%。而公路橋梁養護方案的可操作性以及驗收環節的完整性的重要程度為二級，分別占比為15%左右。對公路橋梁常見病害的一般性預測屬系統中的三級養護范疇，占比為10%。這是由于本部分內容屬于對概率事件的分析，工程數據在預測過程中經常出現誤差，因此，僅用作公路橋梁養護系統的輔助功能。

2.2系統模型搭建

依據系統現有的底層架構及主體功能需求，搭建基于信息化監控技術的公路橋梁養護系統模型。該模型以系統底層的網絡、交換機為基礎架構，融合了計算機、服務器、數據庫和應用軟件，將視頻監控數據和傳感器數據進行綜合對比、分析，傳送至數據獲取單元中進行處理，將可操作性、一般性、精準性、高效性和完整性等指標加以判別，最后通過系統傳輸單元生成可行的養護方案。基于信息化監控技術的公路橋梁養護系統模型如圖2所示。

3工程實例應用

3.1工程概況

桂林陽江公路大橋于2014年竣工通車，東起中隱路，西至侯山道，全長485m。在2017-2018年度的養護計劃中，對該公路橋梁養護的精準性和時效性作了明確要求，以進一步節省養護成本。擬采用本文所提出的信息化監控技術來輔助完成該公路橋梁的年度養護工作。桂林陽江公路大橋養護工程信息化監控設備信息如表3所示。

3.2系統綜合性能評估

通過分布在陽江公路大橋上的20臺傳感器來獲取該橋的使用工況，進而制定養護方案。通過本文所提出的基于信息化監控技術的公路橋梁養護系統，對該公路橋梁中Ef、Pr、In、Ge、Op等數值進行提取，依據系統穩定運行的判據，最終得出橋梁養護信息監控系統綜合性能評估結果，如表4所示。

由表4可知，盡管各參數值變化范圍不一致，但St終值范圍在0.35～0.72，符合公式（2）中系統穩定運行的判據區間要求。

4結語

本文對信息化監控技術在公路橋梁養護工程中的應用進行了研究，對當前國內外公路橋梁養護技術和信息化監控技術的發展情況作了概括，提出了基于信息化監控技術的公路橋梁養護系統構想，分析了該系統應具備的主體功能，進行了系統模型的設計，得出了系統穩定運行的判據。在工程實例應用部分，完成了系統綜合性能的評估工作，證明了本文設計理念的可行性。