齊河黃河大橋智慧管養(yǎng)一體化
完成單位
齊河城投黃河大橋經(jīng)營管理有限公司
中交基礎設施養(yǎng)護集團有限公司
象譜信息產(chǎn)業(yè)有限公司
工程概況
齊河黃河大橋，連接德州市齊河縣和濟南市槐蔭區(qū)，大橋全長2287m，包括東側(cè)引橋（23×30m預應力混凝土連續(xù)箱梁）、主橋（40+175+410+175+40m雙塔鋼混組合梁斜拉橋）、西側(cè)引橋（25×30m預應力混凝土連續(xù)箱梁）。橋梁為雙向六車道一級公路技術標準（兼顧城市道路功能），設計速度80公里/小時，路基標準寬度為35m，橋梁寬度34.5m（不含布索區(qū)），橋梁設計汽車荷載等級采用公路-I級。
主要創(chuàng)新點
一、技術思路
為解決本橋在養(yǎng)護階段出現(xiàn)的巡檢不及時、存在檢測盲區(qū)（主塔外側(cè)面、安裝燈帶的斜拉索等）、技術資料管理混亂及養(yǎng)護工作各階段銜接不暢通的問題，通過將檢測、設計、施工產(chǎn)業(yè)流程的一體化，實現(xiàn)橋梁全壽命周期的良好技術狀況及低養(yǎng)護資金投入。
齊河黃河大橋智慧管養(yǎng)平臺是由無人機自動巡檢、橋梁健康監(jiān)測、天氣預警及自動凝冰處置系統(tǒng)等組成，主要功能有：
?。ㄒ唬┙R河黃河大橋養(yǎng)護基礎數(shù)據(jù)庫，以病害為管理對象，統(tǒng)一病害數(shù)據(jù)采集格式、統(tǒng)一養(yǎng)護數(shù)據(jù)的管理，建立起病害生命周期劣化模型及橋梁各個構(gòu)件養(yǎng)護質(zhì)量指標數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)對病害發(fā)展的精準預測及全過程管理；
（二）應用無人機傾斜攝影建模技術實現(xiàn)橋梁的自動化巡檢，做到橋梁檢測無盲區(qū)、航線精準可重讀、巡查檢測常態(tài)化、AI病害識別及數(shù)字孿生模型映射，最終實現(xiàn)全覆蓋、高頻率的巡檢及病害數(shù)據(jù)的三維可視化展示與分析；
利用小型氣象站加衛(wèi)星云圖分析，實現(xiàn)極端特殊天氣的提前預警及凝冰自動處治，保障橋梁全天候通行能力；
二、關鍵技術方案
?。ㄒ唬o人機自動巡檢
采用無人機傾斜攝影建模及數(shù)字孿生的方法進行橋梁巡查，病害經(jīng)AI識別后，自動映射到橋梁模型中，實現(xiàn)病害數(shù)據(jù)三維可視化展示與分析。
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主要由預警系統(tǒng)、自動化處置控制系統(tǒng)和噴灑處置系統(tǒng)三部分組成，精確推算出道路凝冰生成的時間點，提前30-40分鐘推送預警信息并自動向處置系統(tǒng)發(fā)出處置啟動指令，對道路進行液體融雪劑噴灑，避免道路凝冰的生成。
（三）健康監(jiān)測
對橋梁主體結(jié)構(gòu)的撓度、傾角、位移、應變、溫濕度、索力等進行實時監(jiān)測分析，如果監(jiān)測數(shù)據(jù)超過設置的預警閾值，系統(tǒng)進行報警并及時通知工作人員到達現(xiàn)場進行維修。
三、實施效果
?。ㄒ唬o人機自動巡檢系統(tǒng)
使用航線規(guī)劃軟件進行無人機飛行線路規(guī)劃后，一人即可操作無人機進行橋梁檢測，航線可精確重復，實現(xiàn)高頻率常態(tài)化巡檢。
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通過橋上設置的小型氣象站和路面埋設的傳感器實時采集溫濕度風力風向等數(shù)據(jù)，結(jié)合衛(wèi)星氣象云圖，對影響橋梁通行的降雪天氣、路面結(jié)冰等情況作出預警并聯(lián)合凝冰自動處置系統(tǒng)，可根據(jù)氣溫及降雪量的多少自動選擇噴灑參數(shù)進行融冰融雪作業(yè)。
?。ㄈ┙】当O(jiān)測
健康監(jiān)測系統(tǒng)在現(xiàn)場確認所有傳感器及傳輸設備完好后納入橋梁監(jiān)測管理平臺統(tǒng)一處理及分析，并且在監(jiān)測數(shù)據(jù)超出預警閾值后自動報警并向指定人員發(fā)送短信。
生產(chǎn)、應用及推廣情況
生產(chǎn)方面：
?。ㄒ唬┙?jīng)濟效益：本橋以橋梁數(shù)字化為工作主線，通過應用自動化、智能化技術及設備，每年減少將近118萬養(yǎng)護資金投入，保障結(jié)構(gòu)能夠得到及時、經(jīng)濟、合理、科學的養(yǎng)護，確保本項目橋梁在全壽命期內(nèi)具有全面、良好的服務水平。
?。ǘ┥鐣б妫簾o人機自動巡檢系統(tǒng)、凝冰自動化處置系統(tǒng)、健康監(jiān)測系統(tǒng)，時刻保障橋梁的正常運營，保障濟齊兩地人民群眾正常通行，同時也保障了通行人員的生命財產(chǎn)安全，大大推動交通基礎設施智能化管養(yǎng)邁入新的階段。
應用方面：
該系統(tǒng)可向業(yè)主方提供高效且低成本的橋梁管理及養(yǎng)護一攬子服務，有限避免了橋梁產(chǎn)權單位因養(yǎng)護資金不足、人員專業(yè)技術水平差的而導致的橋梁管理養(yǎng)護不到位的情況，逐步將重復率高、危險性大的工作實現(xiàn)“機械化換人，自動化減人”。本系統(tǒng)已經(jīng)在山東省境內(nèi)多座大型橋梁養(yǎng)護項目進行了推廣應用。
