虎门大桥“呼吸”事件最新结果公布，是不是豆腐渣工程？
来源：物联传媒
作者：市大妈、Vior.Liu
日期：2020-05-15
浏览量：7722
近年来，桥梁事故屡见不鲜，或虚惊一场，或人财两失，严重程度大相径庭。
就在近日，相隔不到半个月的时间里，接连发生了两起桥梁“呼吸”事件。
4月26日，武汉鹦鹉洲长江大桥桥体出现波浪般的晃动。此后，该桥管养单位武汉市城投集团公司回应称，此次桥梁异常振动系特定风况引起，振幅在设计允许范围内；桥梁结构运行正常，安全有保障。
5月6日下午，主跨888米的虎门大桥桥面出现了幅度明显的“抖动”，桥中间的隔离带上的指示牌也随之上下摇晃，甚至直到第二天凌晨仍在振动。
而在各界或质疑、或猜测、或调侃、或借势推销的声浪中，网友们也探讨起了“虎门大桥”是否是豆腐渣工程。就此我们采访了业界专家：
虎门大桥作为一座具有标杆意义的大桥，此次“呼吸”事件的发生也给我们现实生活带来了巨大的借鉴意义：
▇预防已有桥梁事故发生的必要性，通过采用物联网技术实现结构健康监测，提高发现类似情况的速度，从而能够及时采取交通管制的措施；
▇发生突发事件后的评估为应急响应提供辅助决策；
▇给后续同类型桥梁设计优化提供数据和经验，来源于真实的场景的数据比实验数据有更高的参考价值。
在这些借鉴意义的背后，是数据，是结构健康监测，也是基于两者而做出的事故提前预警。
如果说虎门大桥事件离大部分人的生活不够近，那不妨从更加接近我们生活的地方聊起。
其实在我们的日常生活中，通过佩戴智能手环、智能手表等监测设备，实时监测心率、步数、环境噪声等，再借助收集而来的数据分析人体的健康状况，比如通过Apple Watch监测并输出专业水平的心电图、糖尿病患者随身佩戴血糖监测仪器以有效预防风险的发生等，这些都已经不是什么新鲜事了。
那么，如果把桥梁比作人体，则桥上安装的监测系统相当于功能丰富的智能监测设备，它们可实时收集各类环境监测数据，通过这些数据再对桥梁状况进行分析。同人体监测设备存在的目的一样，结构健康监测系统的存在也是如此：
一方面，通过长期的结构监测获得结构响应的变化，这些数据具有长期性、累积性及统计性的特征，有着独特的、不可替代的价值。
另一方面，对于一些已经存在的或者潜在的问题，监测系统也能够跟踪其变化发展趋势，为结构性能变化以及损伤推演提供支持。
第二：实现结构整体响应，能监测到振动、变形、位移和转角；
第三：实现结构局部响应监测，包括应力应变、裂缝及索力。
总体来说，结构健康监测系统主要发挥着监测及预警的作用。
●结构专家如何进行桥梁结构监测系统设计？
人在健康的情况下尚且要长期进行监测，作为在交通事业承担了举足轻重的作用的桥梁也是如此。那些表面看似稳固的桥梁，或许存在着严重的安全隐患。突发异常变化的桥梁也不能武断地认定是设计、施工存在问题，而是需要依赖土木结构专业知识，并结合长期历史数据进行推论。
在这个系统中，每一个传感器都有自己的一块手表（时基），但由于晶振特性漂移，一段时间后手表的读数相互出现了差异，因此需要定期对这些“手表”进行统一调整（引入时间同步机制）。否则在模态识别过程中就会引起模态振型相位角的改变，进而导致解算出的模态振型错误，监测系统将发生大量的误报和漏报。目前，相关行业规范要求不同监测数据的数据采集时间同步误差宜小于0.1ms，但目前相当数量的设备实际指标达不到该标准要求。
●物联网技术的意义在哪里？能提供什么价值？
虎门大桥“呼吸”事件的发生，让我们明白了结构健康监测系统的核心是在数据的采集和应用上，再结合结构专家对被测对象结构特点的专业知识，对监测得到的数据解析和利用，数据的价值才能发挥到极致。这便是物联网技术的核心作用。
我国对智慧城市的投资不断增加，“新基建”政策的出台也为物联网带来了更多的市场机会。就虎门大桥“呼吸”事件而言，新基建可利用先进技术（无线传感网、大数据分析、人工智能）解决基础设施的建设和养护问题，这是无疑也是智慧城市的目标。
说到智慧城市，可以给大家举一个更直观的例子。
10多年前的城市，除了邮递员，还有一个职业是抄表员，每个月需要把每个小区的每个水表、热表、气表等都手抄一遍。且不说因人工抄表可能产生的误差，光人工监测成本就十分巨大。大概从2008年左右开始，很多城市逐渐引入智慧抄表系统，包括基于NB-IoT、LoRa、Wi-SUN等不同通讯模块的无线远传系统。
就利记APP所提供的智慧水务一站式解决方案而言，LoRa远传抄表系统的一级链路通信距离超2公里；32位高性能低功耗微处理器，超低功耗设计，工作寿命可达7年以上；可通过采集户表的数据进行智能分析，检测系统运行情况，比如某户水管爆裂，系统将监测到水排量异常，并提供警示等功能。
也就是说，从前的抄表员变成了现代信息技术的集成应用，通过数据采集、无线网络、水质水压等在线检测设备实施感知城市供排水系统的运行状态，并采用可视化的方式搭建起水务管理部门与供排水设施间的桥梁，形成“城市水务物联网”，从而达到“智慧”的状态。
就在近日，相隔不到半个月的时间里，接连发生了两起桥梁“呼吸”事件。
4月26日，武汉鹦鹉洲长江大桥桥体出现波浪般的晃动。此后，该桥管养单位武汉市城投集团公司回应称，此次桥梁异常振动系特定风况引起，振幅在设计允许范围内；桥梁结构运行正常，安全有保障。
5月6日下午，主跨888米的虎门大桥桥面出现了幅度明显的“抖动”，桥中间的隔离带上的指示牌也随之上下摇晃，甚至直到第二天凌晨仍在振动。
悬索桥振动模型
5月10日，最新发布的报告对此作出了回应，它确实不是豆腐渣工程！
●从虎门大桥“呼吸”事件说起，我们怎么看结构健康监测？
虎门大桥作为一座具有标杆意义的大桥，此次“呼吸”事件的发生也给我们现实生活带来了巨大的借鉴意义：
▇预防已有桥梁事故发生的必要性，通过采用物联网技术实现结构健康监测，提高发现类似情况的速度，从而能够及时采取交通管制的措施；
▇发生突发事件后的评估为应急响应提供辅助决策；
▇给后续同类型桥梁设计优化提供数据和经验，来源于真实的场景的数据比实验数据有更高的参考价值。
在这些借鉴意义的背后，是数据，是结构健康监测，也是基于两者而做出的事故提前预警。
如果说虎门大桥事件离大部分人的生活不够近，那不妨从更加接近我们生活的地方聊起。
其实在我们的日常生活中，通过佩戴智能手环、智能手表等监测设备，实时监测心率、步数、环境噪声等，再借助收集而来的数据分析人体的健康状况，比如通过Apple Watch监测并输出专业水平的心电图、糖尿病患者随身佩戴血糖监测仪器以有效预防风险的发生等，这些都已经不是什么新鲜事了。
那么，如果把桥梁比作人体，则桥上安装的监测系统相当于功能丰富的智能监测设备，它们可实时收集各类环境监测数据，通过这些数据再对桥梁状况进行分析。同人体监测设备存在的目的一样，结构健康监测系统的存在也是如此：
一方面，通过长期的结构监测获得结构响应的变化，这些数据具有长期性、累积性及统计性的特征，有着独特的、不可替代的价值。
另一方面，对于一些已经存在的或者潜在的问题，监测系统也能够跟踪其变化发展趋势，为结构性能变化以及损伤推演提供支持。
●说了这么多，何为结构健康监测？
结构健康监测（structural health monitoring，SHM）利用现场的传感设备获取相关数据，实时感知、监测、识别、评定和预警结构荷载与环境作用、结构响应、结构性能、结构状态与安全水平。它高度集成了土木工程、信息科学、通信科学、计算机科学、数据科学等多个专业领域的技术，是保障结构全寿命服役安全的有效方法和手段。
再来说说，结构健康监测发展过程中三个重要的时间节点：
那么对于大型桥梁来说，一个全面的结构健康监测系统到底能监控哪些关键指标？
第一：实现环境监测，如车辆载荷、船舶撞击、风速风向、风压、地震、温湿度、余量和视频监控等；第二：实现结构整体响应，能监测到振动、变形、位移和转角；
第三：实现结构局部响应监测，包括应力应变、裂缝及索力。
总体来说，结构健康监测系统主要发挥着监测及预警的作用。
●结构专家如何进行桥梁结构监测系统设计？
人在健康的情况下尚且要长期进行监测，作为在交通事业承担了举足轻重的作用的桥梁也是如此。那些表面看似稳固的桥梁，或许存在着严重的安全隐患。突发异常变化的桥梁也不能武断地认定是设计、施工存在问题，而是需要依赖土木结构专业知识，并结合长期历史数据进行推论。
结构健康监测系统设计步骤
在这个系统中，每一个传感器都有自己的一块手表（时基），但由于晶振特性漂移，一段时间后手表的读数相互出现了差异，因此需要定期对这些“手表”进行统一调整（引入时间同步机制）。否则在模态识别过程中就会引起模态振型相位角的改变，进而导致解算出的模态振型错误，监测系统将发生大量的误报和漏报。目前，相关行业规范要求不同监测数据的数据采集时间同步误差宜小于0.1ms，但目前相当数量的设备实际指标达不到该标准要求。
●物联网技术的意义在哪里？能提供什么价值？
虎门大桥“呼吸”事件的发生，让我们明白了结构健康监测系统的核心是在数据的采集和应用上，再结合结构专家对被测对象结构特点的专业知识，对监测得到的数据解析和利用，数据的价值才能发挥到极致。这便是物联网技术的核心作用。
我国对智慧城市的投资不断增加，“新基建”政策的出台也为物联网带来了更多的市场机会。就虎门大桥“呼吸”事件而言，新基建可利用先进技术（无线传感网、大数据分析、人工智能）解决基础设施的建设和养护问题，这是无疑也是智慧城市的目标。
说到智慧城市，可以给大家举一个更直观的例子。
就利记APP所提供的智慧水务一站式解决方案而言，LoRa远传抄表系统的一级链路通信距离超2公里；32位高性能低功耗微处理器，超低功耗设计，工作寿命可达7年以上；可通过采集户表的数据进行智能分析，检测系统运行情况，比如某户水管爆裂，系统将监测到水排量异常，并提供警示等功能。
在当前新基建热潮下，我们迎来了一个万物互联的世界。利记APP布局多年，最新引入的Wi-SUN也正加速布局中......未来可期。
