橋梁、風(fēng)電場(chǎng)樁基沖刷監(jiān)測(cè)
為什么要進(jìn)行沖刷監(jiān)測(cè)？
河床沖刷是指泥沙對(duì)橋墩、橋臺(tái)等水下構(gòu)筑物的沖刷。沖刷可以發(fā)生在水流的任何區(qū)域，從小溪和河流到潮汐河口。這種侵蝕是由水流引起的，在快速、高流量的時(shí)候會(huì)增加，比如在洪水期間。水流越快，被沖走的泥沙就越多。沖刷在河床上留下的洞會(huì)危及建筑物的安全。
橋梁沖刷監(jiān)測(cè)、水電站/水庫(kù)入水口沖刷監(jiān)測(cè)和其他海上結(jié)構(gòu)如風(fēng)電樁的沖刷監(jiān)測(cè)可以在災(zāi)害發(fā)生前識(shí)別和預(yù)防災(zāi)害。雖然沖刷可以隨著時(shí)間的推移緩慢發(fā)生，但洪水事件可以導(dǎo)致快速?zèng)_刷，直至結(jié)構(gòu)破壞。當(dāng)沖刷改變橋墩河床的高度時(shí)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以指示橋梁何時(shí)因泥沙侵蝕而出現(xiàn)結(jié)構(gòu)缺陷和危險(xiǎn)。雖然監(jiān)測(cè)并不能使一個(gè)結(jié)構(gòu)更不容易受到?jīng)_刷，但如果一座橋梁變得沖刷嚴(yán)重，必須關(guān)閉，就可以發(fā)出實(shí)時(shí)警報(bào)。
橋梁、風(fēng)電場(chǎng)樁基沖刷監(jiān)測(cè)
泥沙：沖刷的基礎(chǔ)
泥沙是可以被水和風(fēng)移動(dòng)的有機(jī)和無(wú)機(jī)顆粒的集合。在水質(zhì)方面，泥沙通常是指從當(dāng)?shù)丨h(huán)境中帶入水中的礦物物質(zhì)，如粘土、淤泥、沙子和礫石。泥沙的數(shù)量和這些顆粒移動(dòng)的距離被稱為泥沙輸運(yùn)率。
泥沙的輸送，以及由此產(chǎn)生的侵蝕和沉積，都依賴于水流。當(dāng)水流增加時(shí)(無(wú)論是體積還是流速)，作用在河床上的力也會(huì)增加。在大流量事件中，如洪水和積雪融化，高流量攜帶的泥沙量增加，增加了泥沙輸運(yùn)率，并造成侵蝕。雖然泥沙運(yùn)輸和沉積是大多數(shù)水生生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，但持續(xù)的侵蝕可能會(huì)對(duì)人造結(jié)構(gòu)造成風(fēng)險(xiǎn)。
沖刷(河床對(duì)建筑物的侵蝕)是過(guò)度泥沙搬運(yùn)的結(jié)果。當(dāng)泥沙侵蝕發(fā)生在橋墩或其他結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，由于結(jié)構(gòu)的妥協(xié)，它可能會(huì)引起安全問(wèn)題。
實(shí)時(shí)方案
實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)是the most effective、the most economical的沖刷對(duì)策之一。雖然監(jiān)測(cè)不能防止或eradicate橋梁沖刷，但它可以提供對(duì)沖刷臨界條件的充分警告。沖刷監(jiān)測(cè)儀器將測(cè)量碼頭或其他建筑物附近的泥沙水位或河床高度。隨著泥沙被水流侵蝕，海拔降低，儀器將測(cè)量泥沙水位的變化。如果達(dá)到臨界水平，信號(hào)可以傳送給必要的人員進(jìn)行橋梁合閘。
雖然有便攜式的沖刷監(jiān)測(cè)儀器，但固定的儀器可以提供更頻繁的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。值得注意的是，沒(méi)有一種單一的沖刷監(jiān)測(cè)方法可以不考慮環(huán)境條件而適用于所有地點(diǎn)。然而，這里列出的三種沖刷監(jiān)測(cè)儀器(聲納、磁滑環(huán)、浮置裝置)是由美國(guó)NCHRP研究團(tuán)隊(duì)測(cè)試的，并且是常用的。
典型的沖刷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
沖刷監(jiān)測(cè)是所有橋梁沖刷對(duì)策策略中比較具有成本效益和值得推薦的。監(jiān)測(cè)策略可用于檢測(cè)潛在的沖刷問(wèn)題區(qū)域，并持續(xù)調(diào)查當(dāng)前的沖刷進(jìn)度。這通常是通過(guò)安裝在橋梁結(jié)構(gòu)上的監(jiān)測(cè)站來(lái)完成的，由一個(gè)或多個(gè)聲納傳感器提供數(shù)據(jù)。
為了有效，橋梁沖刷應(yīng)持續(xù)監(jiān)測(cè)，并提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。the most simple、the most effective的方法是使用綜合遙測(cè)系統(tǒng)。數(shù)據(jù)記錄器可以支持多個(gè)聲納和水位傳感器，并以預(yù)定義的間隔記錄每個(gè)傳感器的沖刷數(shù)據(jù)。通過(guò)遙測(cè)技術(shù)、人工智能和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，無(wú)論是無(wú)線電、蜂窩電話還是衛(wèi)星，該系統(tǒng)可以安全地將搜索數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)交ヂ?lián)網(wǎng)上，以便從任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)上觀看。
綜合數(shù)據(jù)記錄和遙測(cè)站可根據(jù)橋梁沖刷監(jiān)測(cè)需求定制。集成系統(tǒng)，無(wú)論是安裝在橋梁、碼頭，還是沿著河岸，都可以連接和支持多個(gè)傳感器，即使它們安裝在不同的碼頭上。所有設(shè)備都是通過(guò)一個(gè)central電池和充電太陽(yáng)能電池板系統(tǒng)供電。有多種遙測(cè)選項(xiàng)可供選擇，連續(xù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)可從任何計(jì)算機(jī)。這樣就可以確保沖刷情況得到持續(xù)監(jiān)測(cè)，并且如果沖刷變得非常嚴(yán)重，可以立即實(shí)施任何控制或?qū)Σ摺?/span>
沖刷成果
