桥梁作为交通体系中的关键基础设施,其承担着连接区域、促进经济发展的重要使命。随着桥梁数量的不断增加以及部分桥梁逐步进入老化期,如何运动轻量化确保桥梁的结构安全与稳定运营成为了当下桥梁至关重要的任务,且桥梁长期承受车辆荷载、环境侵蚀(如风、雨、温度变化)及材料自身老化等因素的影响,其结构会不可避免地出现性能退化,其中,挠度(结构在荷载作用下的垂直位移)是反映桥梁整体刚度与承载能力最直观、最重要的指标之一。在这一背景下,光电挠度仪以其高精度、非接触、实时监测的特性脱颖而出,中交路桥科技在项目推进过程中也已进行广泛运用。

一、什么是光电挠度仪?
光电挠度测量仪主要指利用光学原理和光电传感器来非接触地、高精度地测量桥梁结构在荷载(如车辆、风)作用下的竖向位移(即挠度)。光电挠度仪主要基于以下原理:
1、激光位移测量:
通过向安装在桥底的靶标发射激光束,并接收反射信号,精确计算光斑位置的变化,从而得到靶标所在点的实时位移数据。该方法精度极高,可达微米级。
2、图像式(视频)测量:
利用高分辨率摄像机,持续拍摄桥梁特定区域(如梁底或桥面)的图像,通过先进的计算机视觉算法,自动追踪预先设置的标志点或自然特征点,根据其像素位移反算出实际物理挠度。该方法可实现多点、全场测量。
二、光电挠度仪在桥梁轻量化监测中如何赋能?
相比传统桥梁监测技术,光电挠度仪最大的特点在于其非接触特性。这意味着在监测桥梁挠度时,无需安装复杂的物理监测设备,从而避免了对桥梁结构造成潜在干扰。此外,光电挠度仪具有极高的精度,能够真实反映桥梁在各种荷载条件下的微小变形。这使得其特别适用于轻量化桥梁的实时状态监测,从而及时发现隐患,避免结构性损伤扩散。 光电挠度监测仪之所以备受青睐,核心在于其完美诠释了“轻量化”的内涵,这不仅仅指设备重量轻,更体现在整个监测系统的部署、运行和维护的全过程。
1、非接触式测量,实现“零损伤”监测
传感器与被测桥梁无物理接触,避免了对结构的钻孔、焊接等破坏性安装,从根本上保护了桥梁本体的完整性。这对于老旧桥梁或特殊结构(如悬索桥、斜拉桥的缆索)尤为重要。
2、部署灵活,安装“轻装上阵”
设备(激光器或相机)可安装在桥墩、河岸、周边建筑物等任何稳定且视野开阔的位置,无需在桥面上进行大规模施工。安装过程快速、便捷,通常只需数小时即可完成一个测点的部署,大大缩短了施工周期,减少了对交通的干扰。
3、系统简洁,实现“无线化”与“远程化”
现代光电监测系统普遍采用无线传输技术(如4G/5G、LoRa、Wi-Fi),将采集到的数据实时发送至云平台或远程监控中心。这彻底告别了传统监测“蛛网式”的布线烦恼,使系统整体架构极为简洁,真正实现了“轻量化”和“智能化”。
4、测量精度高,数据“精细化”
无论是激光的微米级测距能力,还是视觉的亚像素级追踪精度,光电挠度仪都能提供远超传统方法的测量精度。高频采样(可达数百赫兹)使其能够捕捉到车辆冲击、风振等动态荷载下的瞬时挠度响应,为桥梁的动态性能分析提供了海量、精细化的数据支持。
5、全天候与自动化,实现“无人化”值守
配备防护罩和恒温控制的光电设备,可适应雨、雪、雾、夜间等复杂环境,实现7×24小时不间断自动化监测。系统可自动进行数据采集、分析、预警,极大降低了人工巡检的成本和风险,实现了“无人化”的智能值守。

三、轻量化应用案例:光电挠度仪从“点”到“面”的全面覆盖
中交路桥科技对于光电挠度仪的灵活性运用已经覆盖于各种类型的桥梁和多样化的监测需求。目前,许多新建和改造桥梁项目已开始应用光电挠度仪。中交路桥科技在桥隧轻量化大桥监测项目的建设中,应用光电挠度仪对桥梁在施工各阶段的负载状态进行实时监测,不仅有效降低了施工风险,还验证了设计模型的可靠性。此外,在运营阶段,通过光电传感器对车辆荷载引起的桥梁变形进行持续监测,相关团队得以及时根据监测数据优化桥梁的养护策略,延长了桥梁的使用寿命。
四、中交路桥科技桥梁轻量化监测
中交路桥科技在桥梁轻量化监测项目中对于光电挠度仪的运用,解决了传统方法的诸多痛点,使得大范围、高频率、低成本的桥梁健康监测成为现实。它不仅是一种测量工具的革新,更是一种监测理念的升级——从笨重、繁琐、被动的“亡羊补牢”式监测,转向轻盈、智能、主动的“防患未然”式管理。随着不断成熟和融合,它必将为我们的交通基础设施的安全运营和长效管理构筑起一道更加智能、高效的“光电防线”。
中交路桥科技结合多年行业先进经验,融合数字经济和国家安全体系发展需求,构建“智能监测、科技领先、智慧城市、数字赋能”的品牌战略,形成了工程检测、城市安全监测、数字化研发运维三大业务板块。公司试验、检测、监测仪器设备齐全,用于试验检测、测绘的仪器设备共计千余套,为试验检测、监测数据的科学、准确提供了硬件保证。
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