科技支撑防灾减灾丨高风险桥梁请来24小时“值班医生”

科技日报记者 都芃

“立即停车，前方断道！”伴随着响亮的语音提醒，两面巨大的红色竖幅示警旗快速落下，挡在道路中央，提醒着过往车辆。7月，四川正式迎来主汛期。日前，由四川蜀道集团主导研发的桥梁损毁紧急示警装置在四川省多个高速公路陆续安装完成。

“四川地质条件比较特殊，道路桥梁面临较大的泥石流、滑坡、崩塌等地质灾害风险，仅我们统计到的高风险桥梁项目就有120余处，地质灾害、洪涝灾害隐患点4万余处。”蜀道集团相关负责人告诉记者，2024年8月3日，四川省甘孜州康定市姑咱镇区域曾突发山洪泥石流灾害，致使雅康高速康定至泸定段日地1号隧道至2号隧道间桥梁垮塌，造成车辆坠落和人员伤亡。灾害发生后，为了有效提升高速公路监测预警能力，最大限度减少和避免类似灾害造成人员伤亡，蜀道集团决定成立攻关专班，联合多行业技术专家，开展桥梁损毁紧急示警装置研发。

传统道路桥梁示警装置多采用声光报警，灾害发生时，对过往车辆带来的示警效果不明显，易导致事故发生。“我们希望示警装置能在确保安全的情况下，尽最大可能将车辆拦下。”四川省公路设计院桥梁分院总工程师郑旭峰介绍，基于这一理念，团队创新提出了示警旗设计。“装置启动后，两面软质的竖旗落下，只要高度控制得当，就不会带来额外风险，还能起到很强的示警作用。”郑旭峰说。

装置原理虽不复杂，但从图纸设计到产品落地，中间有许多关键问题需要攻克。

洪水、泥石流等灾害发生时往往导致断电、断网。为了加强装置可靠性，经过多番论证，团队决定采用机械触发方案，即在桥梁上安装网索，当桥梁发生垮塌时，网索会产生变形和张拉，从而触发感应装置，使装置在无人工干预情况下仅依靠机械运动，便能自动释放包括示警旗、声光等在内的多种示警信号。

实现这一功能的关键部件是感应弹簧。桥梁长度越长，温差等原因导致的形变就越大；同时，桥梁自身也会因承受载荷而发生不同程度形变。因此，确定感应弹簧最佳的弹性系数，避免因其他原因造成误报，成为装置研发的关键。

围绕这一难题，团队开展了大量室内实验和现场测试，建立了不同桥梁长度感应弹簧的设计方法，将误报概率降至最低，使装置的可靠性、稳定性大大增强。设计方案全部敲定后，团队仅用8天便完成工厂验证，20天完成现场试点，随后立即在此前损毁的雅康高速日地沟桥重建工程中进行了实际应用。

蜀道集团相关负责人表示，该装置应用后，有效搭建了现场机械示警、声光示警和监控中心预警的“三同步”预警体系，通过“监测—预警—处置”闭环管理，桥梁损毁应急响应时间从传统模式的2小时压缩至如今的10分钟内。

自今年4月至主汛期前，蜀道集团已在四川69处跨（河）沟的地质灾害高风险区域的高速公路桥梁上安装104个桥梁损毁示警装置，涵盖九绵、雅康、汶马等多个重要高速公路，基本覆盖全省地质灾害隐患较高的路网区域。该装置已入选交通运输部“高速公路监测预警应用示范揭榜”名单，后续有望在全国推广应用。

来源：科技日报