老舊橋梁監測管理系統

(方耀民研究教授 / 逢甲大學地理資訊系統研究中心)

近年來由於全球氣候變化極端降雨事件增加,造成老舊橋梁的基礎沖刷愈加嚴重,每當颱風豪雨來時,橋梁基礎屢因沖刷造成橋柱承載力不足而導致斷橋的事件。目前橋梁換底工法是在保持橋梁通車狀況下進行下部結構的改建,將橋梁的載重暫時轉移傳遞至臨時的支撐構架上,拆除強度不足的橋墩或損壞部份,將拆除部份之橋墩更換為符合抗洪耐震需求之新橋墩,且在換底工法施工期間需配合即時的監測計畫以確保車輛通行之安全。逢甲大學協助公路總局在省道台3線烏溪橋進行橋梁監測,其結構部分的橋齡已達四十年,基礎被沖刷裸露嚴重,導致耐洪和耐震能力不足,故需進行改建計畫。依據烏溪橋改建設計圖建立電腦軟體模型,再以國內橋梁設計規範作為橋梁模型靜力及動力分析之依據,且經由分析的結果,訂定施工期間監測儀器之管理值。又將訂定之管理值與施工期間的監測資料進行比對,以確定管理值的合理性,並探討老舊橋梁與臨時支承架橋梁之行為的變化。
結果顯示傳統的橋梁檢測方法為定期人工監測,其缺點為不具連續性,且人工定時觀測之數值,容易產生誤差並影響監測結果。而自動化監測系統則是可以大幅降低監測誤差,並連續記錄感測器資料,且具有即時警示功能。目前大多數的橋梁施工監測,仍採用傳統之人工定時觀測、量測取得數據分析的檢測方式,當颱風豪雨或位處河道時,人工是無法量測與觀測的。然颱風豪雨時,也正是橋梁較危險時,故為使橋梁監測具有連續性及即時性,因此建議採用自動化監測系統,以符合現代之趨勢。
為了解橋梁整體之反應,傳統在橋梁上安裝各類型高精度的監測儀器,以取得結構即時反應和環境資料,並進行長期分析評估工作。但是高精度的監測儀器的成本較高,無法廣布於橋梁各部分。隨著物聯網的技術崛起,便宜的感測器同時具備省電和傳輸的功能,可以達到廣布的概念。由於物聯網的感測器精度較低,可以搭配傳統的高精度監測儀器,整合後能更有效的了解整體橋梁的狀況,同時降低災害發生所造成之社會成本付出。另外基於橋梁監測中心的概念,及配合網路科技之進步與遠端監控管理,可以整合所有橋梁之監測系統,達到有效之集中化管理之目的,以降低管理單位人員的需求。

發表迴響

你的電子郵件位址並不會被公開。 必要欄位標記為 *