当虎门大桥突然“波浪”晃动时 物联网能做什么？

5月5日下午，“五一”假期高峰返程期间，虎门大桥桥面突然出现异常“波浪状”摇晃，幅度明显，给交通带来不便。随后，虎门大桥公司发布通知，宣布将于2020年5月5日15: 20对虎门大桥实施封闭交通管制。同时，为确保过往船舶的航行安全，广东海事局和广东省交通厅同意于5月5日18时15分实施临时水上交通管制，并于19时起关闭虎门大桥附近的通航水域。

虎门大桥是中国第一座大型悬索桥。主航道全长888米，被誉为“中国第一跨”。该桥结构类似于英武洲长江大桥。虎门大桥作为粤港澳台大湾区的重要通道，23年来为粤港澳台大湾区城市的互联互通和经济繁荣发挥了重要作用。与此同时，交通流量的持续增长也导致了交通动脉不堪重负。据了解，虎门大桥的交通量从1997年建成时的平均每天18，400标准行程增加到每天最多170，000标准行程，远远超过了饱和2.1的每天80，000标准行程的设计标准。

桥梁振动发生后，国内相关领域的专家到现场进行调查，给出了目前最可靠的说法。初步确定虎门大桥的振动主要是由于沿桥跨边缘护栏连续安装的水马(挡墙)破坏了桥梁的流线型断面，在特定的风环境条件下引起桥梁的涡振。

虎门大桥的桥梁专业人员立即回应说，虎门大桥的主体结构目前没有损坏。同时，专家表示，遇到特殊风况时，桥梁摇晃是正常的，遇到漩涡风时，桥面摇晃相对较大。

二、桥梁涡振现象产生的原因

最著名的外力导致桥梁倒塌的例子是1940年的塔科马海峡大桥，它也是一座吊桥，但在通车四个月后突然被微风摧毁。在国内，类似的现象不久前发生在长江上的英武洲大桥上。研究风对桥梁的影响非常重要，因此有必要了解桥梁在风的作用下为什么会摆动。

这座桥的平面与风向相同。当风速不高时，不会发生振动。振动的原因是，随着风速的增加，在桥的平面上会产生旋风。这些旋风分布在大桥的左右两侧。这将导致振动频率与桥梁不同步，导致桥梁振动。这就是桥梁漩涡现象。它的原理是卡门涡街。

东莞理工大学的老师专门做了这个卡门涡街实验。实验过程是在鼓风机下用一张纸。当风速相对较小时，纸基本上不摆动。当吹风筒的风速增加时，纸带的尾部会摆动。虽然实验中有误差，但它能很好地解释桥梁在强风作用下摆动的原因。

三。物联网在桥梁监控中的应用

近年来，一系列桥梁损伤甚至倒塌事故提醒我们，必须高度重视桥梁的健康检查和安全评估，重视危桥的损伤检查和监测，以消除隐患。因此，监测和评估桥梁的健康状况，掌握桥梁的健康状况具有重要意义。桥梁结构监测也成为保证桥梁结构安全维护和正常使用的主要技术手段。

显然，仅靠人工监控过程是不可能的，这是耗时、费力且成本高昂的，并且不能实现实时监控。因此，物联网技术已经成为远程桥梁结构健康监测中不可或缺的重要环节。

在20世纪80年代中后期，美国开始在so上安装传感器

在中国，工程师已经在虎门大桥、溆浦大桥、江阴长江大桥和其他桥梁的施工阶段安装了传感器。这些传感器可以实时监测桥梁体的各种指标和参数。

香港的青马大桥、汲水门大桥和汀九桥当时也装有世界上最大的实时安全监测系统。该系统包括900个各种类型的传感器、9个计算机控制的信息收集系统和2个负责信息处理和分析系统的计算机工作站。

据介绍，虎门大桥监测系统增加了GPS位移、应变实时、长期变形、超载等监测系统。通过这些系统的功能，可以实时获取桥梁在各种工况下的应力、工作状态、抗风、抗震等结构参数，实现对桥梁的安全监控。

从虎门大桥监控系统的性能来看，未来融合物联网的基础设施监控系统市场将加速扩张。根据数据，中国目前的铁路里程为129，000公里，有200，000座桥梁。公路总里程为142，600公里，桥梁825，500座。还有20，000多个水电站，200多个机场和其他大型公共基础设施。在这些大型基础设施项目中，并非所有设施都有完整的安全监控系统。与此同时，有了新的基础设施项目的支持，对相关监控系统和市场的需求只会大幅增加。

四、结构监测市场应运而生

不仅是桥梁，随着中国大规模基础设施建设浪潮的消退，隧道、建筑、轨道和其他结构也开始进入长期运营阶段。然而，在自然界各种不确定的外力载荷和经济发展的需求下，各种结构的超载疲劳运行现象十分普遍。

中国的结构监测市场刚刚起步。结合物联网和智能城市的发展，它将在未来五年产生数十亿的市场份额。同时，随着现有建筑的逐渐老化，市场会越来越大。由于传感器的生命周期一般为8年左右，因此它也是一个无限循环的市场。如果新楼在建设阶段采用物联网结构监控方案，整个市场无疑会扩大很多。

据统计，到2015年，中国将有70多万座桥梁、8000多条隧道(总长度超过4000公里)、一条总长度超过3000公里的地铁、数千座大型体育场馆、旧建筑和大量高层建筑，未来将需要实时在线监测和预警。

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