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橋梁檢測公司分析不同橋梁檢測方式需要講講性價比
更新時間:2021-04-10 17:51
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橋梁檢測也好,橋梁結構健康監(jiān)測系統(tǒng)也罷,都是為了發(fā)現(xiàn)橋梁病害,使得橋梁能夠得到及時的修理,避免發(fā)生垮塌事故。更為主動一點是獲取橋梁抗力和荷載信息,以做出較為科學合理的維修策略。對此我們有幾個基本認知如下:
(1)橋梁檢測是為了發(fā)現(xiàn)病害,從長期管理角度是用檢測的數(shù)據(jù)更新抗力退化模型,也就是通過檢測,更好地發(fā)現(xiàn)橋梁退化規(guī)律。
 
圖1 橋梁退化示意圖
(2)通過對橋梁退化規(guī)律的認知,目的是做出較好的維修策略,從而既能夠保障橋梁安全性使用性,且能夠節(jié)約維修成本支出。
 
圖2 通過橋梁維修保證安全性示意圖
(3)能夠保障橋梁安全以及長期服務能力,必須依賴日常維護和定期維修。就如同大夫給人看病,病診斷得再精確,如果沒有治療,啥疾病也去不了。2019年9月底無錫塌橋事故一出,好多公司紛紛發(fā)文說,要是橋梁上安裝傳感器,就能夠避免塌橋事故了,這是不負責任的說法。任何檢測手段都不能保障橋梁安全,只有動真格的修理能夠做到,而檢測是獲取信息的手段,目的是(A)及時發(fā)現(xiàn)病害(B)做出更好的維修策略。數(shù)據(jù)如果不用于決策,都是白扯淡的東西,再“大”也無用。
最近筆者聽說某個城市,要在城市內(nèi)100座橋梁上安裝結構健康監(jiān)測系統(tǒng),總預算約1億元,平均到每座橋梁預算100萬。該城市經(jīng)濟發(fā)達,財政收入高,有錢辦大事,這倒也無可厚非。只是我們覺得,各種橋梁檢測手段,都是有不同成本結構的,獲得的信息能用于決策的效果也有所差別,做出投入決策之前需要考慮考慮性價比。

圖3 不同橋梁檢測手段性能對比示意圖
如果從(檢測精度和檢測的實時性)兩個維度看,獲得橋梁養(yǎng)護管理信息有三種手段:(A)橋梁人工檢測,實時性差(2-3年一次),但是發(fā)現(xiàn)病害的精度高;(B)橋梁結構健康監(jiān)測系統(tǒng),實時性高,但是發(fā)現(xiàn)橋梁病害的精度略差;(C)快速檢測技術,精度和實時性介于上面兩者之間。
定性(沒有數(shù)學模型支撐)地來看,橋梁人工檢測性價比最高,可以說目前橋梁養(yǎng)護有效數(shù)據(jù)的90%以上是靠養(yǎng)護規(guī)范規(guī)定的人工檢測來獲取的,橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)性價比較低,橋梁快速檢測大多應用新開發(fā)的檢測設備,是蓬勃發(fā)展的領域,隨著新型檢測設備的規(guī)模化生產(chǎn)后價格會降低從而性價比會有很大的提升空間。甚至,有些快速檢測設備有可能通過養(yǎng)護規(guī)范進入必選檢測手段。
 
圖4 檢測手段的等效用曲線

借用經(jīng)濟學效用曲線來定性地說明不同檢測手段的性價比問題。假設圖4為人工檢測和橋梁監(jiān)測系統(tǒng)兩種手段的等效用曲線示意圖。等效用曲線就是兩種檢測手段不同使用量的組合,從而實現(xiàn)的效果是相同的,U1曲線上的每個點在SHMS和INSPECTION上支出比例是不同的,但是實現(xiàn)的效果相同。U3、U2和U1代表不同的效用曲線,假設U3>U2>U1。直線AB是資源約束曲線,也就是目前可獲得預算花費在橋梁檢測和橋梁監(jiān)測系統(tǒng)上不同量的組合。從幾何上求解,效用曲線與資源約束曲線的切點E(紅色)為兩種手段的最優(yōu)分配點,效用U2。但是,上面提到的城市,花費10000萬在100座橋梁上安裝監(jiān)測系統(tǒng)的決策可能相當于選擇了紅色的a點,效用為U1,U1<U2。
我們不是反對橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的上馬,如果我們的推測是靠譜的,而是建議業(yè)主可以通過縮減橋梁監(jiān)測系統(tǒng)一些預算而布局到快速檢測技術和人工定期檢測上,可能檢測費用使用效率會有較大幅度提高。我們在2019年在給不同幾個地區(qū)業(yè)主提供咨詢意見的時候,大多數(shù)秉持了這個分析理念,適當降低些初始的監(jiān)測系統(tǒng)預算,往快速檢測技術上略有布局,可能檢測效益更高。
舉兩個親身經(jīng)歷的案例。
案例1:2007年某城市擬在五座橋梁(四座連續(xù)梁橋和一座鋼管混凝土拱橋)上安裝橋梁監(jiān)測系統(tǒng),財政局批復預算3500萬。在專家評審環(huán)節(jié),監(jiān)測系統(tǒng)技術方案編制單位把橋梁監(jiān)測系統(tǒng)的功效有些過于夸大,定論是定期檢測統(tǒng)統(tǒng)可以不要了,那個東西太土氣,不夠高大上。與會專家都是長期從事橋梁檢測業(yè)務的,提出了疑問,在本省之前從來沒有一座橋梁安裝了監(jiān)測系統(tǒng),難道不是依賴橋梁人工檢測來查驗橋梁病害情況嗎?專家組經(jīng)過合議,建議取消四座連續(xù)梁橋,只保留拱橋做結構健康監(jiān)測系統(tǒng),預算折減3000萬元,剩余500萬元。現(xiàn)在來評估,該專家組的建議還是比較理性的,尤其是對于一個經(jīng)濟不發(fā)達地區(qū)的城市,3000萬還是一筆不小的錢。
案例2: 2018年某公路局在8座橋梁安裝了橋梁監(jiān)測系統(tǒng),預算600萬元,算是第一批此類項目試點,如果做得好還可增加安裝的橋梁數(shù)量。2019年論證第二批橋梁監(jiān)測系統(tǒng)是否上馬的時候,業(yè)主負責人提出了一個非?,F(xiàn)實的問題,用600萬布局到橋梁定期檢測和詳細檢測上,效果與監(jiān)測系統(tǒng)比較哪個會更好些?其實這位橋梁業(yè)主單位負責人其實也是在考慮上面圖4模型所體現(xiàn)的決策思維。
筆者還想推薦一種比較少見的檢測手段。建議每次橋梁檢測,除了開展正常的現(xiàn)場檢測和報告整理工作之外,讓經(jīng)驗豐富的橋梁檢測專家或橋梁設計類專家,把每一座橋梁或者病害嚴重的橋梁都跑一邊,這種現(xiàn)場給專家形成的判定,要遠遠好于僅僅通過閱讀檢測報告形成的判定,而且成本真的不高。
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