“千里眼”全方位监测大桥“健康”

  张贵锋 王福斌

  “元洪航道1号机位左转,2号机位右转!”11月22日下午,福州工务段长乐东路桥车间副主任林更生正带领车间职工调试福平铁路平潭海峡公铁大桥健康监测系统元洪主航道的传感器。

  平潭海峡公铁大桥全长16.34公里,是我国首座、也是目前世界上最长的跨海峡公铁两用大桥。大桥位于世界著名的三大风暴海域之一,海域环境复杂,风速、浪高、波浪力是长江等内河的10倍以上。大桥的“私人医生”——健康监测系统对大桥实施全自动、高精度、全天候、三维立体式的全方位监控和实时预警,为动车组列车安全通行保驾护航。

  超级变焦镜头 可随时检查桥墩

  在健康监测中心,随着控制电脑上监控机位的调整,中心主屏幕上清晰地显示出主航道桥墩的全貌。该处监控具有防雷、防浪涌、防突波等功能,采用5.6至208毫米的变焦镜头,支持37倍光学变倍和16倍数字变倍,可清晰观测到桥墩上的细小裂纹。

  大桥健康监测系统投入使用前,职工检查桥墩需要乘船到达桥墩附近,用高倍望远镜360度观测、检查。一旦遇到风大浪急、大雾等恶劣天气,就不能出船检查。福州工务段桥梁工郑华高兴地说:“现在有了这个‘千里眼’,可以随时检查桥墩,太方便了!”

  这套健康监测系统,在全桥关键部位设置了近700个传感器,传感器根据桥梁结构特点,规律性计算分析各组件力学性能,为大桥提供桥址环境、结构响应、养护管理等方面的精准监测数据。

  北斗定位 每秒自动测量100次

  大风对大桥的影响,是健康监测系统的监测重点。该系统不仅在全桥布置了10处HD2003三维超声波风速计,而且在大桥的三座主航道桥也布置了基于北斗导航的定位系统,对大桥主塔、主梁实行空间变形监测等。

  原先遇到大风等恶劣天气时,要去现场检查,需要的人员较多,还难以做到全覆盖检查。现在有了高科技手段,监测人员只要盯着中心大屏,就可以了解大桥“健康”状况。

  大桥健康监测系统可以将监测数值精细到毫米级,还可以根据需要把重点部位的检测频率上调至每秒自动测量100次。

  一旦监测数值超过阈值,系统就会通过客户端、微信、短信等多个平台,快速传递报警信息,为大桥养修提供精准指导。

  精度升级 实现全方位监测

  大桥健康监测系统目前共有18个类型的传感器,其中包括首次在跨海大桥上增设的轨道监测、列车车速与车辆动态称重系统,用于监测过桥车辆的荷载等信息。

  列车通行、风力作用等,都会引发桥面振荡,这种振幅有时候肉眼根本观测不到,但振幅达到临界值就有可能导致桥梁产生裂纹,对桥梁结构的稳定性造成隐患。

  桥墩上装配的磁电式速度传感器,可通过预埋在混凝土里的光纤光栅传感器,实时监测、记录大桥的振幅。

  大桥健康监测系统的后台,随时收集、分析大桥上传感器传输的相关数据,可全方位监测地震、船舶撞击和支座位移等10多项影响安全的因素,作出安全预警和状态评估,为制定养护措施提供科学依据。

  根据监测数据,调度中心可及时调整列车运行速度:桥上风速每秒20米以下时,列车常速通行;风速每秒25至30米时,列车会限速按时速120公里通过。

  林更生信心满满地说:“我们相信以后会有更多、更尖端的科技手段投入使用,为大桥的健康、安全保驾护航!”