世界第一高桥上的高科技：云计算用于大桥质量安全监测
2016-09-12 08:57:11来源：中国科技网 热度:
9月10日成功合龙的杭瑞高速北盘江特大桥，是目前世界第一高桥，也是世界级特大跨径的钢桁梁斜拉桥。这座多个数据刷新钢桁梁斜拉桥世界纪录的大桥，凝结着项目设计和建造者们的心血。
世界最高的桥
贵州高速公路开发总公司杭瑞高速贵州境毕都项目办主任周平介绍，由中交公路规划设计院设计、多家施工单位合作建造的北盘江特大桥东与贵州水城县都格镇相连，西与云南省宣威市普立乡相交，是钢桁梁斜拉桥，桥面到谷底垂直高度达565米，相当于200层楼的高度，超越之前世界第一高桥四渡河特大桥的560米（四渡河大桥地处湖北宜昌与恩施交界处，位于湖北巴东县野三关镇四渡河），成为目前世界第一高桥。大桥全长1341.4米，主跨720米，是目前世界上第二大跨径的钢桁梁斜拉桥，由贵州省和云南省共同出资修建，总投资为10.28亿元。桥面设计为双向四车道，设计时速80公里。针对峡谷深、施工条件艰苦的特点，自2012年开工建设以来，设计与承建单位在建造过程中进行了系列科研攻关，克服沿线山峦叠嶂、沟谷纵横、地质复杂、气候恶劣等重重困难，确保科技含量高、难度大的北盘江特大桥建设得以顺利合龙。
能够自己流动均匀填密的“智能”混凝土
用于大桥建造的所谓“智能”混凝土，学名叫“机制砂自密实混凝土”。
利用机制砂配制自密实混凝土，必须根据机制砂的颗粒特征采取相应的技术措施，才能配制出满足工作性能要求的自密实混凝土。由贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司研发的“智能”混凝土，具有高流动性和良好的抗离析泌水能力，能够仅依靠自身重力而无需施加振捣就能均匀密实填充成型，能够很好满足现代结构复杂和配筋密集的工程混凝土成型要求。这种混凝土的“智能”之处，就是能够自己流动均匀地填密。以前用混凝土铺路面，要用滚筒等工具振动混凝土，以便混凝土密实，但是如果是振漏了或者振过了，就会出现空洞、蜂窝、麻面等质量缺陷，如果桥墩支架有空洞那问题就严重了。采用所研发的“智能”混凝土能够既保证质量，又让施工更方便，大大降低了作业人员的配置及作业时间，节约大量的人工费用，提高机械设备工效，有效地缩短施工工期，降低施工成本。尤其是在钢构混凝土桥梁使用中，管状的钢构件里不可能振荡混凝土，因此如果在里面形成空洞，就将危及桥梁结构安全。使用“智能”混凝土，它会沿着管道自己均匀分布，保证桥梁质量。
云计算用于大桥质量安全监测
大桥设计者采用云计算技术，研发并建立了一个集建、管、养于一体的桥梁管养综合信息化平台，打造了该桥的数字化“贴身医生”，“寻脉问诊”不需再去现场，一旦发现大桥“生病”，可立即报警。
北盘江大桥设计和建设者们不仅担负建造的重任，还要负责大桥今后的正常安全运行。
针对毕格高速北盘江大桥的施工和建设特点，以及后期运营养护中存在的工程量大、涉及专业面广、管理信息繁冗的问题，该工程在国内率先提出了“全过程动态信息化管理”的方案，将云计算与物联网、大数据结合为一体，使该桥的建、管、养信息化需求一网打尽。
大桥设计者采用云技术研发并建立的云信息平台，将施工过程中包括桥梁施工监控在内的各种建设数据与后期运营过程中的结构健康监测数据建立起有机联系，绘制出该桥的“基因图谱”，并形成整座桥梁的全寿命数据链。
据了解，守护这座大桥安全的有三朵“云”：桥梁基础信息云、桥梁监测养护数据云、桥梁分析决策云。
通过安装在桥上的感测传感器，把桥梁的索塔、桁梁、桥面、斜拉索等各处的车辆载重、温度、风况、振动等环境和部件的“健康”状态转化为数字信号，通过高速传输网络“秒传”至系统的基础信息云和桥梁监测养护数据云，然后分析决策云对前面这两朵云上的数据进行分析，将分析结果数据发送到指定人的手机或平板电脑上。
在大桥的每个关键构件上，都使用了激光标刻或者二维码技术，也就是让每个关键构件都拥有了独一无二的“身份证”，在“云”中能够准确追溯到从生产到运输、架设、营运各个阶段的质量、计量等“时间轴”指标，管理部门也可以通过追溯系统对其进行监管，一旦发生重大灾害和安全事件，能够快速、高效地追踪溯源，及时处置。
在“云”里，还设立了典型病害库，为每个关键构件预设病害类型，通过自动发送数据或者人工扫描附着在构件上的二维码信息，选择相应的病害信息就可以实时传输至云端，让病害隐患无处可逃。
中交公路规划设计院的张杰主任解释说，比如桥上的某根斜拉索营运一段时间后，一旦出现了微小“失常”，杆件上的传感器就会自动发送相应数据到云端，甚至一些关键部位的某些零部件松动，也会被第一时间发现，并根据云端数据采取及时的应对措施。
责任编辑：王刚
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