荣获国家科技进步二等奖1项、国家技术发明二等奖1项、江苏省科技进步一等奖、中国公路学会科学技术特等奖等省部级奖项20余项,发表论文百余篇,出版专著2部……作为苏交科集团股份有限公司在役长大桥梁安全与健康国家重点实验室主任,张宇峰带领团队围绕在役长大桥梁损伤机理、健康诊断、状态评价等关键问题取得了一系列突破成果。
为什么要对在役长大桥梁进行
健康监测?重要性有哪些?自身与团队在工作中扮演着怎样的角色?张宇峰对这些问题进行了回答。
更准确、更深层次监测桥梁健康问题
记者:为什么要对在役长大桥梁进行健康监测?
张宇峰:传统的
桥梁检测主要采用人工观察、仪器检测与荷载试验三种手段结合的方法,这实际上存在两个问题:一方面,两次检测之间的时间间隔太长,无法判断这期间桥梁是否会出现哪些问题;另一方面,这种检测的结果往往误差较大,无法准确或者更深层次发现一些问题。
现在采用的在役长大
桥梁健康监测系统对于桥梁而言,就类似于人的神经系统,而桥上安装的各类传感器相当于神经末梢。通过功能相当于人体神经网络的通讯网络,将采集的数据传输到数据中心后,由计算机进行数据处理与分析,辅助专业人员对桥梁进行评估,从而有助于更及时发现问题或对已发现的病灶进行重点跟踪观测。
记者:对在役长大桥梁进行健康监测有哪些作用?
张宇峰:主要作用可以分为四个方面:一是推演累积性损伤的未来发展情况;二是对地震、台风、船撞等造成的突发性损伤进行报警;三是更廉价和更准确地替代人工检查,改善高温、雨雪等恶劣天气下的人工作业条件;四是根据实际数据对桥梁设计进行检验评判,起到“现场实验室”的作用,成为除“理论、仿真、模型试验”三轮驱动之外的、推动桥梁技术发展的第四个轮子。
注重细节 增强集成创新能力
记者:所带领的工作团队在役长大桥梁进行健康监测过程中扮演什么角色?
张宇峰:我们对自身的定位是桥梁健康监测的研究者与实践者。桥梁健康监测是一个典型的跨学科工程,涉及统计分析、通讯、传感、信号处理、软件可视化与桥梁结构等十几个专业。工作过程中往往出现技术人员不懂得专业需求、专业人员不知道借助何种技术手段可以解决问题等情况,这需要团队具有很强的集成创新能力,因此,工作的过程也成为不断研究与创新的过程。
值得指出的是,桥梁健康监测技术需要三项核心竞争力,分别是系统集成高、软件开发好与数据分析强,基于此,我们与高校加强合作,在综合能力方面不断突破创新。
记者:在主持的60余座大桥结构健康监测系统设计与实施中,哪个项目印象最深?
张宇峰:应该是江阴长江公路大桥结构健康监测系统升级改造项目。这是我国首个大型桥梁健康监测系统升级改造项目,1999年通车时引进使用了英国公司设计的系统,但不到4年时间,系统就已完全无法使用,2000年,我们中标对系统进行了改造。
在分析系统损坏原因时发现,固然造成英国公司所做的监测系统过早损坏的原因很多,但英国公司简单照搬以往经验,也是个主要原因,如:英国公司直接使用了当时在英国已经成熟应用的防水密闭机箱技术,但这项技术更适用于类似伦敦天气的湿冷环境的开敞式主梁桥梁。江阴长江大桥采用的是正交异性板扁平钢箱梁,是封闭式的,且夏季高温箱梁内空气温度可达60摄氏度以上,在这种情况下,内部设备的工作温度长期高达70摄氏度,造成设备快速老化。很显然,英国公司设计的系统并不符合江阴公路大桥的实际。
这个项目让我们更多感受到,因地制宜、科学合理地设计系统十分关键,不能完全照搬固有经验,细节决定成败。
作者:杨美霞
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来源:中国交通新闻网