桥梁监测系统数据如何用于科学养护决策?

最近两年，科学养护决策这个概念火爆，桥梁监测系统更是火爆，大家有理由期待两个火爆的事物结合起来，肯定是能够碰撞出更为火爆的妖花儿出来，然而事实上却是：大家对科学养护决策困惑，对监测系统如何用于养护决策也有些不知所措。

桥梁养护获取数据的获取有两种主要方式：一是桥梁人工检测（定期实施），一是健康监测系统（实施在线获取数据）。我们之前把桥梁评估分成了三个层次：第一个层次是遴选型评估，构建指标从现有桥梁中选出需要加以关照的桥梁，全桥技术状况指标需要从构件技术状况指标减加乘除而来；第二个层次是桥梁承载力评估，确定桥梁承受当前荷载的结构安全性和适用性；第三个层次是桥梁详细评估，建立精细有限元模型，目的是确定加固维修方案，往往由负责维修加固设计方来承担。

遴选型桥梁评估基本上是基于人工检测数据而做出。监测系统数据在构件局部病害识别上几乎难以做到。

承载力评估较为复杂，往往针对桥梁整体受力情况。需要人工检测数据，可能还需要荷载试验数据，或者需要监测系统数据，监测数据中大部分关注整体量。承载力评估最好用桥梁实际荷载数据，而这些数据只能通过安装的监测系统中的车载监测设备而测得。桥梁做出结构性维修或者大中修等决策往往需要承载力评估后而做出。有些地区仅仅通过桥梁技术状况指标便做出了拆除大建等决策，总体而言是较为粗放型决策。桥梁限载，大中维修，拆除等决策最好提前做个承载力评估。

详细评估是确定桥梁维修后选择维修方案而被需要。我们之前举了一个拱桥维修的案例，实际汽车荷载测定后，需要确定拱圈用不用拆除（拱圈需要拆除等于整个桥梁拆除）？拱圈上面的立柱需要不需要拆除？桥面系需要不需要拆除？这里面每一步决定都对应着相关的维修成本支出。

从上面过程来看，桥梁监测系统数据往往用在承载力评估环节，其他环节往往用不上。如果桥梁监测系统能够做构件层面的损伤识别，那么数据是可以用于遴选型评估环节的，然而损伤识别难度较大或者在工程实践上难以做到。所以我们认为桥梁监测系统数据能够很好地用于桥梁承载力评估就已经算是功德圆满了。

科学养护决策涉及到经济层面的优化。分两个层面，构件层面的日常维护和大中修。构件层面的日常维护分成网络级优化（针对构件）和项目级优化（针对桥梁），在养护资金不充足的条件下，基于遴选型全桥状况指标来选择维护的桥梁或资源分配。大中修优化往往采取“一桥一策”的方式。全桥指标如果没有包涵经济层面的考虑，只考虑技术因素，桥梁维护选择逻辑是“先坏先修”；如果指标中包涵经济层面的因素，如纽约州桥梁评估指标，那么就有了经济层面的考虑，重在资源分配。

至于全国各地业主都在探究的科学养护决策实质上是养护数字化，也就是基于数据的养护决策，这是一个体系性和框架性的逻辑，而非基于信息化思路的局部化的盲人摸象。这个科学养护决策体系目前来看行业还未建立起来。鉴于从桥梁检测数据管理上，全国各地几乎都选择了信息化的模式，在这个基础条件和技术路线上费劲地去搞科学养护决策不太容易出啥“科学”的结果。

桥梁监测系统由于其实时性，在“事件”条件下可能更为有用武之地。如桥梁台风过后的评估（沿海地区），异常振动后的评估（如虎门大桥），船撞后评估，以及异常天气下交通管理等。桥梁养护是长周期的事情，人工定期检测数据可用性更高些。

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