中交路橋科技是從事工程檢測監(jiān)測、城市安全監(jiān)測預(yù)警與評價、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團(tuán)企業(yè)。
公路網(wǎng)是保障國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和民生的重要社會基礎(chǔ)設(shè)施。橋梁是這一生命線工程的重要組成部分。截止至2010年底，我國公路橋梁總數(shù)到達(dá)65萬座，公路橋梁總里程達(dá)到210萬延米，超過美國成為世界上**的公路橋梁國家。
一般認(rèn)為，橋梁使用超過25年即進(jìn)入性能加速退化期。我國40%的橋梁屬于“老齡”橋梁，早在2004年全國橋梁普查就查出危橋1萬3千余座，總長47萬延米。橋梁結(jié)構(gòu)在服役過程中受到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、施工質(zhì)量、材料退化、交通負(fù)荷、極端荷載和偶然事故等各種內(nèi)外因素的作用和影響，其結(jié)構(gòu)安全性如不能得到完全保障，將危機(jī)人民生命財產(chǎn)安全國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)。
橋梁結(jié)構(gòu)安全保障技術(shù)廣義上包括在橋梁整個生命期內(nèi)與安全性相關(guān)的規(guī)劃、設(shè)計、施工、管養(yǎng)和拆除等技術(shù)。我國“重建設(shè)、輕管養(yǎng)”的現(xiàn)象十分普遍，橋梁運(yùn)營中面臨諸多問題，主要有超載問題、耐久性問題（鋼筋腐蝕、凍融循環(huán)、堿骨料反應(yīng)等）、疲勞問題、突發(fā)事件（車船撞擊、地震、颶風(fēng)等）、養(yǎng)護(hù)資金緊缺和缺乏有效的管理等；國內(nèi)橋梁養(yǎng)護(hù)現(xiàn)狀則可歸納為：對橋梁養(yǎng)護(hù)維修知識不足；近年道路建設(shè)規(guī)模大、管養(yǎng)資金緊張；目前，橋梁養(yǎng)護(hù)管理工作基本上還停留在建立技術(shù)檔案、清掃橋梁、疏通泄水管、修復(fù)損壞的欄桿和橋面鋪裝；即使進(jìn)行檢查，主要也是人工目測或借助儀器檢測等巡檢養(yǎng)護(hù)措施。對橋梁采取有效的檢測與評估、監(jiān)測與預(yù)警、維修與管理等技術(shù)措施，對于降低運(yùn)營成本、延長橋梁結(jié)構(gòu)的使用壽命、保障交通通暢具有重要意義。
橋梁結(jié)構(gòu)安全狀態(tài)評估方法包括基于外觀調(diào)查的方法、以分析計算為主的方法和荷載試驗(yàn)法三種。基于外觀調(diào)查的方法包括應(yīng)用于公路及城市橋梁養(yǎng)護(hù)規(guī)范的評定方法、美國的LFR和LRFR體系，其評定結(jié)果過度依賴評估工程師的經(jīng)驗(yàn)，受主觀因素的影響；以分析計算為主的方法通過橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行計算分析對橋梁的技術(shù)等級進(jìn)行評定，更具有科學(xué)性，困難在于難以準(zhǔn)確建立在役橋梁的計算模型，評定結(jié)果可能與實(shí)橋情況有較大出入；荷載試驗(yàn)法是評估橋梁安全狀態(tài)特別是承載能力的最有效、最直接方法，但其直接費(fèi)用高，且實(shí)施過程中需要中斷交通。
基于健康監(jiān)測的橋梁安全評定的基本思路是，首先根據(jù)橋梁監(jiān)測數(shù)據(jù)對橋梁結(jié)構(gòu)的損傷進(jìn)行識別；然后，在此基礎(chǔ)上再對橋梁的安全狀態(tài)做出評定。結(jié)構(gòu)損傷識別理論方法是目前最受關(guān)注的方法，包括動力指紋分析方法、模型修正方法、人工智能方法以及近年來提出的小波變換和希黃變換等新的數(shù)據(jù)分析方法等。結(jié)構(gòu)安全評定方法包括可靠度理論、層次分析法以及結(jié)合經(jīng)驗(yàn)的專家系統(tǒng)等。
橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)是基于傳感、信息、結(jié)構(gòu)分析技術(shù)的自動監(jiān)測與評估系統(tǒng)。它結(jié)合了無損檢測和結(jié)構(gòu)特性分析，可以診斷結(jié)構(gòu)中的損傷發(fā)生及其位置，估計損傷的程度及其對結(jié)構(gòu)造成的影響。我國在這一領(lǐng)域的研究雖然起步稍晚，但進(jìn)步很快。從早期香港的青馬大橋，再到內(nèi)地的虎門大橋、江陰長江大橋、東海大橋、蘇通大橋等，短短數(shù)十年，我國已安裝規(guī)模不等的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的各類橋梁已達(dá)140余座。這些先后建成的健康監(jiān)測系統(tǒng)經(jīng)過若干年的運(yùn)行已積累了大量的寶貴數(shù)據(jù)，如何有效利用這些數(shù)據(jù)是今后需要研究的重要課題。
結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)中評估子系統(tǒng)可劃分為在線評估系統(tǒng)和離線評估系統(tǒng)。在線評估系統(tǒng)可以根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)對橋梁的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時的在線評定，在有必要時發(fā)出不同級別的結(jié)構(gòu)安全預(yù)警。但相關(guān)理論還不夠成熟，在線評估結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性還不能令人滿意。離線評估系統(tǒng)不僅依據(jù)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，同時還要結(jié)合人工檢測等其他渠道的信息，可以得到更高質(zhì)量的結(jié)構(gòu)安全評定結(jié)果，但還難以做到實(shí)時評估，只能給出中長期的結(jié)構(gòu)安全預(yù)警或趨勢判斷。
橋梁健康監(jiān)測技術(shù)所面臨的問題有：有限傳感器的優(yōu)化布置以及合理確定系統(tǒng)的規(guī)模；橋梁結(jié)構(gòu)性能的變化對結(jié)構(gòu)指紋的不敏感，損傷識別尚處于理論研究階段；因系統(tǒng)規(guī)模決定的測量數(shù)據(jù)的不完整性以及因系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成的不連續(xù)性；對大量原始數(shù)據(jù)的實(shí)時處理和分析研究滯后，所獲取信息不能滿足工程需求；結(jié)構(gòu)健康狀況評價方法尚不完善，難以給出合理結(jié)論及解釋；結(jié)構(gòu)安全預(yù)警參數(shù)和閾值僅靠理論分析難以合理確定，需要在實(shí)踐中不斷調(diào)整優(yōu)化；系統(tǒng)本身的穩(wěn)定性、抗干擾性和耐久性不足，使用壽命難以得到保證；橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測尚無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，系統(tǒng)差異性太大；如何與其它相關(guān)系統(tǒng)特別是與傳統(tǒng)的巡檢養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)的有效結(jié)合。
我國已進(jìn)入橋梁建設(shè)與管養(yǎng)并重的時期，保證已建橋梁的結(jié)構(gòu)安全對國計民生至關(guān)重要。但傳統(tǒng)技術(shù)不能滿足橋梁養(yǎng)護(hù)的工程需求。我國橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的工程應(yīng)用走在了世界前列。需加強(qiáng)結(jié)構(gòu)損傷識別、安全評定和安全預(yù)警等方面的理論方法研究。目前單獨(dú)依靠傳統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)管理技術(shù)或結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)都難以勝任結(jié)構(gòu)全壽命安全管理的使命，應(yīng)注重兩者的有機(jī)結(jié)合。
