一、技术概述——桥梁轻量化运营健康监测
1. 核心要素
针对需加固改造、表观病害突出、交通流量突增,或是频繁通行大件运输、重载车辆的常规桥梁,我们整合边缘计算单元、视觉位移监测装置、车流与载重监测设备等核心器件,依托专业化桥梁健康监测平台,最终实现动态位移捕捉、车流水量统计、车辆动态称重及承载力实时评估等核心监测目标。
2. 系统组成
整个监测体系主要由四大核心模块构成:一是部署在桥头合适位置的边缘计算终端;二是安装在重载交通对应的梁底位置的视觉位移仪;三是布设在桥头,可实现车牌识别与车型、车道判读的视频监控设备;最后是集成化的桥梁监测管理平台,统筹各类数据的汇聚与分析。

3. 预期成效
(1)实时感知交通态势
依托桥头架设的视频监控设备,融合计算机视觉与深度学习算法,能够动态捕捉桥面车流的关键信息,精准获取通行车辆的通行时间、车牌号码、车型规格及行驶车道等核心数据。结合系统的动态称重功能构建完善的车辆信息库,既能支撑拥堵状况研判与交通状态识别,也能为交通管理决策提供有力的数据支撑。
(2)精准实现车辆动态称重
系统内置自主研发的桥梁数字称重算法,基于视频监控对桥面车辆荷载进行精准追踪与定位,结合车辆通行信息与桥梁结构的动态响应数据,深入分析重车过桥时的挠度变化特征。通过训练车重与桥梁动挠度映射关系的神经网络,可精准识别车辆类型、轴重、行驶速度及通行时间等关键参数,为重载交通管控与桥梁日常维护提供核心数据支撑。
(3)在线完成承载力评估
基于动态称重获取的实时荷载数据,结合桥梁实际技术参数与相关规范要求,精准计算桥梁校验系数。同时,借助实际结构响应数据的反馈,持续修正桥梁运营状态的评定结果,确保承载力评估的时效性与准确性。
(4)深入分析结构安全趋势
依托六律邕江大桥、六景郁江大桥等项目的全量化健康监测系统所积累的高频多维数据,结合青龙江等多座桥梁的轻量化挠度监测信息,经过数据整合、清洗与校正等一系列处理后,深入剖析桥梁集群在车辆荷载与结构响应之间的安全演变规律,为桥梁的科学养护提供坚实的技术依据。

二、实施路径——桥梁轻量化运营健康监测
1. 适用场景
本技术主要适用于需要开展长期性能监测的桥梁,具体涵盖已完成加固改造、技术状况较差、运营风险较高、计划通行大件运输,或是长期承担重载交通任务的桥跨结构。
2. 部署策略
(1)监测桥梁筛选
遵循“少参数、低成本”的轻量化核心原则,筛选监测桥梁时,主要依据四大维度:一是《公路桥梁群监测系统试点建设技术指南(征求意见稿)》中的相关规范要求;二是桥梁结构力学分析结果;三是历史检测报告及相关档案资料;四是桥址所处的环境特征。
(2)测点布置方案
针对常规梁桥,无需复杂布点,仅需在目标跨的跨中位置设置挠度监测点即可。采用POE供电的视觉位移计搭配无源靶标(无需额外补光)开展监测工作,再结合桥面车流视频监控与边缘计算设备,就能构成一套完整的轻量化运营状态监测体系。
3. 示范价值
(1)广泛适用性:该技术覆盖范围广,从大跨径桥梁到中小跨径桥梁均能适配;既能满足单座桥梁的独立监测需求,也支持多座桥梁组建集群监测网络,可全面覆盖各类桥梁的健康监测诉求。尤其是其“低成本、高效率”的核心优势,特别适合中小型桥梁群的运维管理工作。
(2)多场景扩展能力:除桥梁结构监测外,该技术还可横向拓展至隧道、轨道交通、公路路基等多个基础设施领域,能够为不同类型的基础设施提供一体化监测解决方案,进一步拓展了技术的应用价值。

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