吳滌：山區橋梁監測與預警評估的反思與復興

文/本刊記者 陳楠枰

四川省公路結構監測與加固工程技術研究中心主任、公路長大橋建設國家工程研究中心四川分中心副主任吳滌（源清慧虹供圖）

在多年的培訓和交流過程中，四川省公路結構監測與加固工程技術研究中心主任、公路長大橋建設國家工程研究中心四川分中心副主任吳滌常被人問起：橋梁自動監測系統的評估與人工巡檢過程中的定期檢測評估有何區別？監測系統評估結果應當怎樣使用？

“這反映出一個深層次問題。當前橋梁監測系統的業務應用，仍未與橋梁養管及安全運營體系緊密融合，需要引起行業的重視和反思。”他指出。

發展現狀與行業需求

據吳滌介紹，目前，我國已構建橋梁健康監測系統的橋梁主要為特大跨徑橋梁。其中，長三角、大灣區、沿長江經濟帶等經濟發達地區的大跨度橋梁和特殊橋梁較為普遍地安裝了監測系統，西北、東北經濟較不發達地區橋梁構建結構監測系統的比例較低。而隨著高速路網的快速發展，西南地區多數大跨徑橋梁均已構建了監測系統。

然而，反觀當前山區橋梁監測與預警評估系統，吳滌發現，這些系統普遍仍存在著構建不充分、標準不統一、應用不深入、維護不到位、監管未成網、數據未共享等主要問題。

“以四川省為例，這里地理位置特殊，橋梁安全風險管理形勢嚴峻，其中，地震、洪水、滑坡、泥石流等自然災害均為四川公路橋梁安全運營帶來了重大威脅。”

在吳滌看來，針對橋梁監測風險，當全國大部分地區將注意力主要放在橋梁結構自身的健康狀態所可能引起的運營安全風險之外，云、貴、川所在的國家西南版塊地域，還需疊加關注橋梁所處的環境和災害風險。

如今，針對橋梁的安全運營和智能養護，業內多采取人工巡檢和自動化監測兩種手段。

“人防不如技防。”顯然，對于行業而言，自動化監測之于人工檢查，不僅有著實時且長期持續的監測時間優勢，其對主要承重構件及關鍵部位、橋梁荷載及所處環境的全覆蓋監測，以及對橋梁結構表觀及內部性能參數的監測，均在空間和深度雙維度優于人工檢查。這一切都足以保障管理者對橋梁長期風險、突發災害與事件的預判需求以及第一手數據獲知，確保將潛在風險防控到位。

“相較而言，自動化監測的最核心優勢，還在于其所提供的均是基于實測數據的定量評估，而非人工巡檢憑借主觀經驗的定性評定，不再受限于基層檢測人員的知識和經驗儲備。”吳滌認為。

技術進步與機制困惑

站在從互聯網時代向物聯網時代邁進的風口，圍繞山區橋梁的監測與預警，吳滌認為，其最大進步體現在監測設備和監測技術上，“不僅產生了海量數據且數據質量得到提高，成本亦有大幅降低。”

只是，當前在全國范圍內大面積推廣自動化橋梁健康監測手段卻并不現實。在吳滌看來，成本之“重”或是橋梁自動化監測系統無法全面鋪開的重要原因之一。他介紹，目前，針對不同橋型，四川省建議將監測系統分成三類，即綜合集成監測系統、特定目標監測系統和應急監測系統。

針對具備大規模特殊結構，且地處全區交通運行樞紐地位的橋梁，應采用綜合集成監測系統，將結構健康和環境風險一并監控到位。但對于大部分常規橋梁而言，若存在一定的災害損毀風險，則建議采用特定目標監測系統，只針對某一項或幾項特定的結構安全風險專門實施長期監測。“如此‘因地制宜’，有助于我們在保障橋梁結構安全的同時，也控制住成本。”

而在預警方面，吳滌也在各類橋梁監測系統的應用中感覺到困惑。“例如，單一或少數幾個傳感器的報警，是否能直接與橋梁結構安全問題‘劃等號’，進而作出橋梁封閉整修的判定？我認為這是不對的，不應將傳感器的報警與橋梁結構狀態直接掛鉤。”

他建議，需明確信息上報、專項檢查及處治、交通管制與恢復等工作的職責和程序，對預警和響應協同聯動機制進行定期演練、檢查評估和持續改進，并建立起安全預警與應急響應協同聯動機制。

“當然，這里不得不談到評估的困惑。”吳滌提議，應鼓勵從系統中獲取監測數據和技術信息的專業技術服務提供者，發揮技術能力和專業優勢，為最終客戶提供預警評估、養護決策支持服務，最大限度杜絕技術風險的降臨。

復興之路

2021年3月，交通運輸部辦公廳印發《公路長大橋結構健康監測系統建設實施方案》，明確到2023年底，建成部級數據平臺、省級監管平臺和全國統一標準的單橋監測系統。

“實際上，監測系統建設好后，還要與現行橋梁養管制度融合，推行包含方案設計、系統部署、運維服務在內的全過程技術服務。”吳滌認為。

他在闡述中表明，于需求分析與總體設計階段，可采用專家調查法，以評定橋梁結構安全風險等級為目的，重點辨識主要風險事件，并對風險事件發生的概率和損失進行定性分析。“同時，還可采用事故樹分析法，以科學選取監測指標、合理優化測點布設方案為目標，對結構安全風險進行全面系統的梳理辨識，并對風險事件發生的概率和損失進行定性和定量分析。”

此外，吳滌建議，在詳細設計與系統部署階段，應基于橋梁主體結構設計及結構安全風險辨識分析結果進行。系統運維亦應關注系統管理、系統維護、應急響應與決策支持多個維度。

交流尾聲，吳滌與嘉賓們分享了四川省對橋梁監測技術研發與推廣支持的總體思路，即統籌規劃、責權明晰，頂層設計、分級部署，因地制宜、有序推進，合理配置、發揮實效。

“項目前期，要充分辨識分析安全風險隱患，合理選取監測指標，確保系統經濟、可靠、實用。到了后期，則要完善系統管理運行機制，明確橋梁養管單位和技術服務機構的分工和職責，確保系統持續、正常、有效運行。”吳滌強調。

瀘州沱江五橋（攝影：陳楠枰）