大数据在桥梁建筑中的应用

李志林 宋忻洋

摘要：随着社会的发展，桥梁的作用已经不能仅仅局限于方便交通运输，将新时代的大数据在桥梁建筑中合理利用已经势在必行。用大数据可以检测建筑时的施工问题，完工后对桥梁的检测，以便于及时发现问题解决故障。同时还能将大数据应用于对环境各项指标的监测，以及不同地区的环境对桥梁的作用和对不同地区空气湿度、空气质量、风速等各项指标的连续监测记录。

关键词：大数据；桥梁建筑；指标监测

1.引言

在新的社会背景下，我们追求更加高效、经济、健康的发展方式，如何更加合理的利用有限的资源是我们一致的追求。因此，将大数据与桥梁建筑合理结合将是一个新的发展方向。这不仅节约资源还能将有限的空间最大程度的利用。将桥梁建设与各项环境指标的测量相结合是新时代桥梁建设方面的进步。同时也为桥梁的维护维修、安全检测节省大量的人力物力。

2.现代桥梁建筑的现状

近年来，信息和交通运输业越来越成为推动地区发展和国民经济增长主要因素，各城市都增加基础设施建设，建桥铺路，桥梁建设得到了蓬勃发展。传统的桥梁结构体系分为梁式，拱式，钢构桥，斜拉桥和悬索桥，而这些桥路的主要作用仍然是交通运输，建设技术的进步并没有使桥梁的主要功用向多样化，时代化的方向发展。50年来，新中国的桥梁建设取得了突飞猛进的发展，公路铁路两用桥向着大跨度、重荷载、高时速方向发展。从大桥主跨度上看，武汉长江大桥的主跨度为128米，而武汉天兴洲长江大桥的主跨度达到504米，比2000年修建的世界最大公铁两用桥丹麦厄勒海峡大桥主跨还长14米。从荷载和时速上看，武汉天兴洲长江大桥荷载达到了2万吨，而南京大胜关长江大桥设计时速达到了300公里，成为当时世界上设计运行速度最高的铁路桥梁。公路桥梁也朝着美观、大跨、轻型的方向发展。从上世纪90年代初期开始，我国的桥梁建设者就积极开展建桥的研究和谋划。大跨、轻型、快速施工是21世纪的跨海桥梁的发展方向。2005年建成的东海大桥是我国第一座真正意义上的跨海大桥，全长32.5公里，当时是全世界30多座跨海大桥中的第一座；而贯通的杭州湾跨海大桥全长36公里，又改写了世界之最。青海跨江大桥、厦门跨海大桥亦是中外闻名。作为超级工程的珠港澳大桥是世界最长的跨海大桥，胶州湾跨海大桥是我国自主设计施工建造的特大跨海大桥，杭州湾跨海大桥壮丽雄奇，湖南矮寨悬索桥创造了四项世界第一，北盘江大桥是世界最高的大桥。这些大桥的设计不仅更加实用也逐渐结合美学，更加方便美观。

3大数据在桥梁建筑中的应用

大数据系统是基于现代网络技术、实时监控技术，实现桥梁全寿命周期的信息实时、在线、全天候的管理与分析，并实施对桥梁性能动态分析与控制的集成系统。大数据集成的系统涉及工程质量、进度、施工工程、安全检测、工程地质、设计资料等涉及各方单位，同时涵盖计算机技术、管理科学技术、信息技术等，借助软硬件实现信息的海量管理。桥梁的建设实施框架由桥梁信息实时主动感知模块、联通化实时自动传输模块、智能化实时分析模块和智能化实时管理决策系统构成。同时将其他科研单位需要的数据进行联网传输或者对有特殊需求的数据系统与大数据系统中的相关系统结合使用，做到数据用途的多样化扩大应用范围。

首先在桥梁建筑过程中可以对桥梁建筑的质量进行监督，保证整个施工过程始终处于受监控的状态确保施工质量，对工程质量、安全检测、施工进度等信息进行集成的数字化管理，构建起综合数字信息平台，实现对工程建设质量控制的快速反应，实现工程建设的创新化管理。将完善的数据系统依附于桥梁上，施工完成后利用数据系统对过往的车辆进行监测记录，记录每天的车流量，同时对桥梁的损耗程度进行记录，完成收集数据为检测桥梁的工作提供便利，检测桥梁每天的状况进行数据收集，可以让工程师对各种材料组合使用其性能变化情况有更深的了解。还能将记录的数据用于交通部门的安全檢测，对违规车辆的追踪和查找，这些将对我们的基础设施建设管理和国家交通车辆安全管理有及其重要的作用。其次，将完善的数据系统依附于我国不同地区的桥梁上，系统会自动完成各地环境对桥梁施工的影响，通过对比能快速查找各项环境因素对钢筋混凝土结构的影响，系统对这些数据的动态记录完善数据库，为以后的施工建设奠定基础。现在国家注重对偏远山区，高原地区等地的建设，而桥梁的建设更是首当其冲，因此将大数据系统依附于桥梁建筑上会更方便数据的采集，这些数据的应用范围很广泛，会对国家的科研工作提供很大的便利，这也可以为寻找更加适用的钢筋混凝土结构迈出一步，尤其是针对不同的地区，不同的气候环境采用不同的结构和材料搭配以适应不同的要求。最后是对气候和环境连续不断地动态记录，特别是对某些极端的环境下的各项指标的记录。在大多数地区将特殊的数据系统依附于桥梁上可以减少建设专用的设施成本，同时可以确保这些专用设备的安全，在一定的高度记录数据能够减少人为因素的影响。在极端的地区环境中，建设沟通两座高山的跨沟沟壑大桥，这些系统将自动记录任何相关的数据和极端环境中特殊的天气对这桥梁构架的影响，以及由此带来的空气质量、空气湿度、各种气候的变化。或者是对不同地区进行针对性的监测记录，精确计算出相关因素时时刻刻的变化和数据，为合理高效利用相关的因素提供数据支撑。

大数据在桥梁建筑中的应用实现了桥梁信息主动感知采集和更新、联通化实时自主传输、智能化实时重构分析、智能化实时管理决策、实现集成可视化、实现桥梁与生态环境的融合等。同时大数据在桥梁建设中的应用还有广阔的发展空间，将信息技术与空间虚拟技术相结合，桥梁信息的精准感知技术，依据信息属性进行优化补充和整合，弥补采集点相对独立和内容单一的局限；大数据快速传输与储存技术的研究与应用；进行虚实调控模型的仿真模拟；智慧迅速决策与反馈技术的研究，创新新型桥梁工程建设的管理模式。