新一代 “聪明”的桥梁采用传感器以监测自身的结构问题，或在危险临近时向人们发出警报
2007年8月1号晚上，正是车水马龙的繁忙时间，明尼阿波利斯市一座跨越密西西比河的八车道钢桁架拱桥突然倒塌，造成13人死亡，145人受伤。事发前没有任何预兆。该桥有40年的历史，预计还有50年的使用寿命。在连接钢横梁的加固板变形弯曲并折断后，中央的跨拱突然坍塌，整座桥落入河中。
扩大“聪明”桥队伍
在这场灾难所引发的反思中，人们强烈呼吁，要用安全技术以避免意外的发生；然而圣安东尼瀑布大桥的设计得到大家的赞许。该桥于2008年9月18日开通，并拥有一个由数百个传感器组成的嵌入式早期预警系统。预警系统包括导线、光纤应变器和位移计、加速计、分压计以及设置在跨拱上监测其结构疲劳(监测受到腐蚀的混凝土和过于绷紧的结合件)的腐蚀传感器。
此外，温度传感器已嵌入沥青路面，当路面过冷时，会激活系统在路面喷洒防冻剂；而交通监视系统则在发生意外事故或人流拥挤时提醒交管部门及时疏导交通。这项技术的所有花费大约为100万美元，不到建造该桥总费用的1%。
接受事故的教训，新建造的明尼阿波利斯大桥已加入到了少数“聪明”桥的队伍――安装了众多传感器以监测桥的健康状况。
另一个例子是希腊六车道的里翁-安提里翁大桥，它跨越科林斯湾，连接伯罗奔尼撒半岛上的里翁城和本土的安提里翁。这座长3公里于2004年使用的大桥，约有300个传感器提醒它的管理者：在面临地震或强风时确保大桥禁止通行并监测大桥的安全。譬如，传感器检测到大桥电缆中的某些异常摆动后，工程师们便在桥上安装了附加的配重以作为阻尼器。
下一代技术更成熟
安娜堡密歇根大学的杰罗姆·林奇（Jerome Lynch）是下一代大桥监测系统项目的主要设计者。他和同事们正在寻求制造能检测大桥过度拉张的“感知皮肤”。林奇博士说，单个的传感器并不理想，因为桥上最初出现的裂缝可能并不在放置传感器的位置上；而一张连续不断的“感知皮肤”则能解决这个问题。
“感知皮肤”是由碳纳米管构成的类似涂料的物质，涂在桥面上以检测侵蚀和裂缝。碳纳米管可以传导电流，通过涂料发送电流，其电属性的改变将帮助工程师检测出桥梁结构上的缺陷。
研究者们还在发展车载传感器。这些日常穿越大桥的城市公交车和警车，在驶经桥梁时就能测量桥的反应，并记录和报告任何可疑的变化。
然而，费城德雷塞尔大学智能架构和运输安全研究所主管埃明·阿克坦（Emin Aktan）对上述装置是否安全存有疑虑，认为尽管传感器获取了大量数据，土木工程师们在确知桥梁出问题前，还是无法知道在未来几天或几周内会发生什么。他预言，要让大桥的管理者掌握并明智地使用这些数据，估计是二、三十年后的事。
资料来源 The Economist
责任编辑 则 鸣