在珠三角,桥下船来船往,桥上车流不息。1996年建成通车的佛开高速,到今年已经工作了整整三十年了。三十年前铺下的桥面、浇下的桥墩,到今天在承受日均数以万计的车流。其中粤港澳大湾区与粤西之间的往来,大部分得经过这条动脉。2019年全线改扩建至双向八车道之后,桥梁安全性与通行能力得到了提升。近几年,佛开高速又在推进桥梁结构监测系统建设,以数字赋能、机制创新、实战实效为导向,重点聚焦桥梁防船撞、车辆荷载等突发事件的监测预警。

一、船撞、车辆荷载常导致裂缝随机出现
船撞带来的冲击力是瞬时的、局部的,船舶偏离航道、失去动力或操作失误时,撞击点可能落在桥墩的正面、侧面,甚至承台边缘。每一次撞击的位置都不一样。裂缝产生时,从撞击点向外延伸,宽度可能从0.1毫米到10毫米、100毫米不等,有的撞击只导致表层剥落,有的则直接贯穿保护层。
车辆荷载则是另一回事,它不像船撞一样伤害性极高,但危险在于反复且频繁。重车过桥时,梁体受弯下挠,底部受拉区可能出现小裂缝。而当车辆偏载行驶时,裂缝又可能出现在箱梁的腹板或翼缘板位置。这两种荷载作用下的裂缝,大小不一、位置随机,没有规律可循。
既然裂缝出现的位置无法被精确预测,传统巡检依赖经验选点的方式就存在盲区。WITBEE®万宾科技®智能裂缝传感器EN100-C-FF的工作思路,不是为了预判裂缝会在哪里出现,而是通过在一定密度下覆盖关键受力截面,让裂缝露头后就被实时感知。

二、裂缝自动上报,早发现、早干预、早预防
所谓实时感知,就是指智能裂缝传感器可以24小时监测目标区域所出现的每一条裂缝,以及已经出现的裂缝是否在扩展。在监测平台,传感器所采集的监测数据也会实时更新。同时根据提前设定的报警机制,在裂缝宽度超过警戒值、或者单位时间内的扩展速度过快时,平台也会显示警报信息。此时不需要等工作人员来现场看数据,裂缝自己就“上报”了。
每个城市中的桥很多,数量还会增加,所以可以加密部署更多的传感器,但巡检人员不需要增加。这些传感器24小时全年无休。这种技术手段为提前发现、提前干预,争取到更多的机会。对于一条0.02毫米的裂缝,修补它只需要加固而已。但如果等到它扩展到10毫米,甚至更长,就完全不一样了。这时就要换构件、限载,甚至是封道。所付出的代价,远远不止维修本身。

