1前言
桥梁作为生命线工程，其运营安全性至关重要。如何确保桥梁特别是大跨度桥梁的健康检测与安全监控是桥梁研究领域又一热点。由于桥梁在运营过程中反复受到车载、风载等多种荷载的作用，同时受到如气候、材料老化、疲劳、地震等不利因素的影响，不可避免地产生自然老化、损伤积累，严重的甚至会导致突然倒塌。2007年8月美国明尼苏达州公路桥的坍塌，2009年6月29日，黑龙江省铁力市西大桥发生垮塌事故，从统计到的24座桥梁事故来看，2009年3起，2010年4起，2011年6起，到2012年发生8起，桥梁事故逐年增长。因此桥梁的健康监测和安全监控越来越重要，通过监测可以及时发现结构隐患并采取措施，有效预防突发性灾难，也可为桥梁结构的新理论、新技术的评估和验证提供数据依据。
2传统桥梁检测与安全评估技术
传统桥梁检测技术是有经验工程师通过目测或利用可携带式检测仪器测量所得信息对需检测桥梁进行监控检测与结构安全性评估。这种人工桥梁检测通常按时间可分为定期检测、经常检测和特殊检测。然而在实际工程应用中人工桥梁检测方法具有许多局限性和较多不足，主要表现在：
（1）整体性较差。实际检测主要针对单一构件进行，且只能提供局部检测与诊断信息，且不能系统提供结构检测与安全评估信息。
（2）专业协助性不够灵活。传统桥梁技术多个专业进行配合因为时间和地域关系往往局限与一个部门或一个城市，不能有效调动相关技术人才。
（3）技术沟通依靠图纸。图纸是目前传感器布置方案的主要沟通媒介，需要人为利用空间想象力将二维图纸转化为三维空间实体，由此可能带来沟通上的潜在误区，其可视性较弱。
（4）周期长，时效性差。各专业之间的信息连接为流水性，只有上一专业完成后下一个专业才能进行，信息不能及时共享。桥梁的检查周期可达数年。在有重大事故或严重自然灾害的情况下，不能向决策者和公众提供即时信息。
5、需大量人力、物力且主观性较强。虽然目前桥梁检测和安全评估及时仪日趋完善，但某些响应现象与损伤发展过程难于定量评估，只能通过经验。
从上可知，传统桥梁检测与安全评估技术在实施过程中存在诸多缺陷，因此需要有新的技术，基于BIM桥梁健康检测与安全评估技术可能会弥补传统技术的不足，带来新的发展。
3 基于BIM桥梁健康检测与安全评估技术
BIM为Building Information Modeling简写，即建筑信息模型，兴起于美国，并逐渐被发达国家广泛认可并应用。与传统桥梁健康检测技术不同，基于BIM桥梁健康检测技术将以桥梁项目信息模型数据作为核心，供多专业协同检测、评估和管理。其技术核心主要由桥梁结构模型信息系统，桥梁检测信息采集系统和桥梁结构安全评估与预警信息系统三部分组成。
3.1桥梁结构模型信息系统
桥梁信息数据系统，利用BIM建模软件，建立包含桥梁结构、建造和运营环境的项目结构数据信息，如图1。桥梁建筑、结构和机电信息主要采用Revit 建模软件，为后期桥梁健康检测方案优化、数据采集以及桥梁加固提供可视化沟通和管理依据。在检测与加固方案实施前对传感器的布置部位、数量以及敏感性指标进行前瞻性模拟与优化，不仅可以提供更为准确有效的数据信息，加快各专业之间沟通协作效率，而且为未来桥梁智能检测和评估方面，特别在不同类型桥梁的检测盲区。
3.2 桥梁检测信息数据采集系统
桥梁健康监测系统是集结构监测、系统辨识和结构评估于一体的综合监测系统。通常采用各种先进的测试仪器设备对桥梁在外界各种激励包括交通荷载、环境荷载等下的各种响应进行监测【1】。建筑信息数据采集系统一般利用桥梁各部位应变测试仪采集桥梁各细部的应力、位移、荷载等信息，然后通过与计算机相连的网络接口实现数据的远程传输和数据处理。应力应变传感器根据采集数据与安装部位不同大致可以采集到的数据如下：
（1）桥梁结构数据信息：应力、位移、挠度、预应力、结构关键节点应力、梁挠度与振动、支座反力、桩基应力等；
（2）桥梁结构荷载与作用数据信息：地震作用、风雨雪荷载、车辆与船只碰撞作用、河流冲刷、桩基与承台位移沉降等；
（3）桥梁结构外部环境数据信息：温度、湿度、混凝土和钢筋锈蚀程度，腐蚀气体浓度等
传感器布设要以经济合理和适用的原则，并结合桥梁受力特点，对其监测项目以及布设点进行分析和优化。对特殊、重要部位进行重点，监测设备能力和传感器数量等也应具有适度冗余，以确保系统的可靠性，并满足系统日后模块系统升级。传感器施工应尽量减少对桥梁结构的损伤。
3.3 桥梁结构安全评估与预警信息系统
桥梁结构安全评估系统是，利用已建立的桥梁结构损伤识别机理与云端数据库，将桥梁检测系统采集的数据初步筛选获取桥梁结构所需特征信息，然后通过已建好BIM模型进行仿真分析，从而实现桥梁结构安全评估。与之同时，针对不同桥型与地理位置的桥梁建立更为智能的预警信息系统。目前，系统应包括以下几个内容： （1）结构几何形态参数评估 （2）基于结构变形的损伤识别 （3）基于结构内力或应力的损伤识别 （4）基于结构振动特性参数的损伤识别 （5）桥梁结构工作状态评估 （6）桥梁承载能力鉴定【2】。
基于BIM桥梁结构安全评估与预警信息系统以桥梁BIM模型为主体（如图2），各专业部门可以直接通过网络和移动通信端进行信息互通，可以使分布在不同地理位置的不同专业的工程师通过网络的协同展开工作，避免各部门必须在上部门完成之后才能进行的直线模式，有助于发挥各部门资源与才智。同时，借助BIM 桥梁检测的可视化，可实现传感器布置、施工以及检测系统后期维护方案优化。
4 结论
国内桥梁养管监控水平滞后，缺乏先进技术。基本还停留在人工桥梁检测与安全性验算技术层面，需要耗费大量人力、物力、财力和时间。因此研究以建立桥梁项目信息模型为基础，通过网络技术和无线光纤采集桥梁运营中信息数据，并进行数据分析的BIM桥梁安全检测与监控新技术将会是未来桥梁检测与监控管理技术发展的必然趋势。
参考文献
[1]李亚冬. 既有桥梁评估初探[J].桥梁建设，1997 （2）
[2]李大鹏，吴太成. 桥梁健康监测技术研究综述[J]. 建筑监督检测与造价， 2010（7）
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