吳滌：山區(qū)橋梁監(jiān)測與預(yù)警評估的反思與復(fù)興

文/本刊記者 陳楠枰

四川省公路結(jié)構(gòu)監(jiān)測與加固工程技術(shù)研究中心主任、公路長大橋建設(shè)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(xùn)和交流過程中，四川省公路結(jié)構(gòu)監(jiān)測與加固工程技術(shù)研究中心主任、公路長大橋建設(shè)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(jiān)測系統(tǒng)的評估與人工巡檢過程中的定期檢測評估有何區(qū)別？監(jiān)測系統(tǒng)評估結(jié)果應(yīng)當(dāng)怎樣使用？

“這反映出一個深層次問題。當(dāng)前橋梁監(jiān)測系統(tǒng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用，仍未與橋梁養(yǎng)管及安全運(yùn)營體系緊密融合，需要引起行業(yè)的重視和反思?！彼赋?。

發(fā)展現(xiàn)狀與行業(yè)需求

據(jù)吳滌介紹，目前，我國已構(gòu)建橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的橋梁主要為特大跨徑橋梁。其中，長三角、大灣區(qū)、沿長江經(jīng)濟(jì)帶等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的大跨度橋梁和特殊橋梁較為普遍地安裝了監(jiān)測系統(tǒng)，西北、東北經(jīng)濟(jì)較不發(fā)達(dá)地區(qū)橋梁構(gòu)建結(jié)構(gòu)監(jiān)測系統(tǒng)的比例較低。而隨著高速路網(wǎng)的快速發(fā)展，西南地區(qū)多數(shù)大跨徑橋梁均已構(gòu)建了監(jiān)測系統(tǒng)。

然而，反觀當(dāng)前山區(qū)橋梁監(jiān)測與預(yù)警評估系統(tǒng)，吳滌發(fā)現(xiàn)，這些系統(tǒng)普遍仍存在著構(gòu)建不充分、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、應(yīng)用不深入、維護(hù)不到位、監(jiān)管未成網(wǎng)、數(shù)據(jù)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(fēng)險管理形勢嚴(yán)峻，其中，地震、洪水、滑坡、泥石流等自然災(zāi)害均為四川公路橋梁安全運(yùn)營帶來了重大威脅?！?/p>

在吳滌看來，針對橋梁監(jiān)測風(fēng)險，當(dāng)全國大部分地區(qū)將注意力主要放在橋梁結(jié)構(gòu)自身的健康狀態(tài)所可能引起的運(yùn)營安全風(fēng)險之外，云、貴、川所在的國家西南版塊地域，還需疊加關(guān)注橋梁所處的環(huán)境和災(zāi)害風(fēng)險。

如今，針對橋梁的安全運(yùn)營和智能養(yǎng)護(hù)，業(yè)內(nèi)多采取人工巡檢和自動化監(jiān)測兩種手段。

“人防不如技防?！憋@然，對于行業(yè)而言，自動化監(jiān)測之于人工檢查，不僅有著實(shí)時且長期持續(xù)的監(jiān)測時間優(yōu)勢，其對主要承重構(gòu)件及關(guān)鍵部位、橋梁荷載及所處環(huán)境的全覆蓋監(jiān)測，以及對橋梁結(jié)構(gòu)表觀及內(nèi)部性能參數(shù)的監(jiān)測，均在空間和深度雙維度優(yōu)于人工檢查。這一切都足以保障管理者對橋梁長期風(fēng)險、突發(fā)災(zāi)害與事件的預(yù)判需求以及第一手?jǐn)?shù)據(jù)獲知，確保將潛在風(fēng)險防控到位。

“相較而言，自動化監(jiān)測的最核心優(yōu)勢，還在于其所提供的均是基于實(shí)測數(shù)據(jù)的定量評估，而非人工巡檢憑借主觀經(jīng)驗(yàn)的定性評定，不再受限于基層檢測人員的知識和經(jīng)驗(yàn)儲備?！眳菧煺J(rèn)為。

技術(shù)進(jìn)步與機(jī)制困惑

站在從互聯(lián)網(wǎng)時代向物聯(lián)網(wǎng)時代邁進(jìn)的風(fēng)口，圍繞山區(qū)橋梁的監(jiān)測與預(yù)警，吳滌認(rèn)為，其最大進(jìn)步體現(xiàn)在監(jiān)測設(shè)備和監(jiān)測技術(shù)上，“不僅產(chǎn)生了海量數(shù)據(jù)且數(shù)據(jù)質(zhì)量得到提高，成本亦有大幅降低。”

只是，當(dāng)前在全國范圍內(nèi)大面積推廣自動化橋梁健康監(jiān)測手段卻并不現(xiàn)實(shí)。在吳滌看來，成本之“重”或是橋梁自動化監(jiān)測系統(tǒng)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(jiān)測系統(tǒng)分成三類，即綜合集成監(jiān)測系統(tǒng)、特定目標(biāo)監(jiān)測系統(tǒng)和應(yīng)急監(jiān)測系統(tǒng)。

針對具備大規(guī)模特殊結(jié)構(gòu)，且地處全區(qū)交通運(yùn)行樞紐地位的橋梁，應(yīng)采用綜合集成監(jiān)測系統(tǒng)，將結(jié)構(gòu)健康和環(huán)境風(fēng)險一并監(jiān)控到位。但對于大部分常規(guī)橋梁而言，若存在一定的災(zāi)害損毀風(fēng)險，則建議采用特定目標(biāo)監(jiān)測系統(tǒng)，只針對某一項(xiàng)或幾項(xiàng)特定的結(jié)構(gòu)安全風(fēng)險專門實(shí)施長期監(jiān)測?！叭绱恕虻刂埔恕?，有助于我們在保障橋梁結(jié)構(gòu)安全的同時，也控制住成本?！?/p>

而在預(yù)警方面，吳滌也在各類橋梁監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用中感覺到困惑?！袄纾瑔我换蛏贁?shù)幾個傳感器的報(bào)警，是否能直接與橋梁結(jié)構(gòu)安全問題‘劃等號’，進(jìn)而作出橋梁封閉整修的判定？我認(rèn)為這是不對的，不應(yīng)將傳感器的報(bào)警與橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)直接掛鉤?！?/p>

他建議，需明確信息上報(bào)、專項(xiàng)檢查及處治、交通管制與恢復(fù)等工作的職責(zé)和程序，對預(yù)警和響應(yīng)協(xié)同聯(lián)動機(jī)制進(jìn)行定期演練、檢查評估和持續(xù)改進(jìn)，并建立起安全預(yù)警與應(yīng)急響應(yīng)協(xié)同聯(lián)動機(jī)制。

“當(dāng)然，這里不得不談到評估的困惑?！眳菧焯嶙h，應(yīng)鼓勵從系統(tǒng)中獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)和技術(shù)信息的專業(yè)技術(shù)服務(wù)提供者，發(fā)揮技術(shù)能力和專業(yè)優(yōu)勢，為最終客戶提供預(yù)警評估、養(yǎng)護(hù)決策支持服務(wù)，最大限度杜絕技術(shù)風(fēng)險的降臨。

復(fù)興之路

2021年3月，交通運(yùn)輸部辦公廳印發(fā)《公路長大橋結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)實(shí)施方案》，明確到2023年底，建成部級數(shù)據(jù)平臺、省級監(jiān)管平臺和全國統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的單橋監(jiān)測系統(tǒng)。

“實(shí)際上，監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)好后，還要與現(xiàn)行橋梁養(yǎng)管制度融合，推行包含方案設(shè)計(jì)、系統(tǒng)部署、運(yùn)維服務(wù)在內(nèi)的全過程技術(shù)服務(wù)?！眳菧煺J(rèn)為。

他在闡述中表明，于需求分析與總體設(shè)計(jì)階段，可采用專家調(diào)查法，以評定橋梁結(jié)構(gòu)安全風(fēng)險等級為目的，重點(diǎn)辨識主要風(fēng)險事件，并對風(fēng)險事件發(fā)生的概率和損失進(jìn)行定性分析。“同時，還可采用事故樹分析法，以科學(xué)選取監(jiān)測指標(biāo)、合理優(yōu)化測點(diǎn)布設(shè)方案為目標(biāo)，對結(jié)構(gòu)安全風(fēng)險進(jìn)行全面系統(tǒng)的梳理辨識，并對風(fēng)險事件發(fā)生的概率和損失進(jìn)行定性和定量分析?！?/p>

此外，吳滌建議，在詳細(xì)設(shè)計(jì)與系統(tǒng)部署階段，應(yīng)基于橋梁主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)安全風(fēng)險辨識分析結(jié)果進(jìn)行。系統(tǒng)運(yùn)維亦應(yīng)關(guān)注系統(tǒng)管理、系統(tǒng)維護(hù)、應(yīng)急響應(yīng)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(jiān)測技術(shù)研發(fā)與推廣支持的總體思路，即統(tǒng)籌規(guī)劃、責(zé)權(quán)明晰，頂層設(shè)計(jì)、分級部署，因地制宜、有序推進(jìn)，合理配置、發(fā)揮實(shí)效。

“項(xiàng)目前期，要充分辨識分析安全風(fēng)險隱患，合理選取監(jiān)測指標(biāo)，確保系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)、可靠、實(shí)用。到了后期，則要完善系統(tǒng)管理運(yùn)行機(jī)制，明確橋梁養(yǎng)管單位和技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)的分工和職責(zé)，確保系統(tǒng)持續(xù)、正常、有效運(yùn)行?！眳菧鞆?qiáng)調(diào)。

瀘州沱江五橋（攝影：陳楠枰）