如何守護橋梁的根基:輕量化橋梁監測系統賦能樁基安全與精準加固
橋梁樁基礎,作為連接上部結構與地基的“生命之根”,默默承載著整座橋梁的重量與安全。然而,隨著交通荷載日益繁重、服役環境日趨復雜,加之早期建設標準對耐久性要求不足,大量橋梁樁基正面臨混凝土剝落、鋼筋銹蝕、水流沖刷、沉降位移等隱蔽而嚴峻的挑戰。由于其深埋于地下或水下,病害往往難以察覺,直至釀成重大安全事故。
傳統的樁基養護模式高度依賴人工巡檢與事后處置,不僅效率低、成本高,更難以捕捉漸進性損傷的早期信號。面對這一行業痛點,現代橋梁安全治理亟需一場從“被動搶險”向“主動防控”、從“經驗判斷”向“數據驅動”的深刻變革。
一、精準把脈:多模態感知破解樁基“看不見”的難題
要實現科學加固,前提是精準診斷。如今,借助輕量化、智能化的橋梁健康監測技術,我們已能對樁基及周邊環境進行全天候、全方位的“動態體檢”。
通過在橋墩、承臺、河床等關鍵位置部署集成化的智能感知終端,系統可同步采集樁基的微振動、傾斜、位移、沉降等結構響應數據,以及河床沖刷深度、水流速度、水位變化等水文環境信息。這些多源異構數據經由邊緣計算節點進行本地融合與特征提取,不僅能實時反映樁基的當前狀態,更能通過AI算法識別出如基礎沖刷加劇、不均勻沉降萌芽、異常位移趨勢等早期風險信號。
這種“看得見、測得準”的能力,徹底改變了過去“盲人摸象”式的檢測方式,為后續加固方案的制定提供了堅實的數據支撐。
二、對癥下藥:因地制宜選擇高效加固策略
基于精準監測所揭示的病害類型與嚴重程度,可針對性地選用最適宜的加固方法:
針對混凝土剝落與鋼筋銹蝕,可采用“夾克法”或“鋼套筒法”。前者利用輕質高強的玻纖套筒配合特種灌漿料,在水下快速形成防腐保護層;后者則通過加裝鋼套提供結構補強,兩者均具備施工便捷、對交通影響小的優勢。
對于因河床下切導致的樁周沖刷,應結合“被動防護”(如拋石、透水框架)與“主動防護”(如護圈、犧牲樁),提升河床抗沖刷能力,同時通過長期水文監測評估防護效果。
若樁基出現顯著沉降或承載力不足,則可考慮“注漿法”加固樁端持力層,或采用“補樁法”增加樁數與埋深,從根本上提升整體承載體系的安全裕度。
當樁基發生偏移或傾斜,除結構糾偏外,更需通過持續監測驗證其穩定性,并排查是否由邊坡失穩或船舶撞擊等外部因素引發。
值得注意的是,單一方法往往難以應對復合型病害。實踐中,常將多種技術組合應用——例如,在實施鋼套筒加固的同時,布設智能傳感器進行長期性能跟蹤,形成“加固+監測”的閉環管理。
三、長效守護:構建“監測-預警-決策”一體化安全體系
真正的安全,不止于一次成功的加固工程,更在于建立長效的風險防控機制。輕量化智能監測系統的價值,正在于其能夠嵌入橋梁全生命周期管理之中。
加固完成后,部署的傳感器網絡可繼續服役,持續回傳結構健康數據。云端平臺依托AI模型,對數據進行深度挖掘,自動評估加固效果、預測剩余壽命,并在異常初現時發出分級預警。管理部門可據此提前安排維護,避免小隱患演變為大事故。
這種“前端感知+邊緣智能+云端決策”的協同架構,不僅大幅降低了運維成本,更實現了從“突擊式檢查”向“常態化體檢”、從“被動應對”向“主動防控”的根本轉變。
結語
橋梁樁基的安全,關乎城市血脈的暢通與人民生命財產的安危。在國家大力推進城市基礎設施生命線安全工程的背景下,唯有將先進的感知技術、科學的加固手段與智能的管理理念深度融合,才能真正筑牢這座城市的“生命之根”。讓每一座橋梁,都在看得見的守護下,安然跨越歲月長河。
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