桥梁结构健康监测系统的建设,从来不是简单的设备堆砌与技术叠加,核心是立足大桥长期安全运营需求,兼顾稳定可靠与经济实用,结合桥梁自身结构特性、所处地理环境,统筹考量建设规模与造价管控,最终实现与桥梁管理维护体系的深度适配,为大桥全生命周期管养提供有力支撑。作为深耕路桥领域的专业机构,中交路桥科技基于多年桥梁工程实践经验,将自身技术积淀与行业需求深度融合,在桥梁结构健康监测系统的设计、构建与落地中,始终遵循科学严谨的原则,兼顾专业性、实操性与前瞻性。其设计思路遵循以下核心理念:
监测系统必须能够实现全天候的自动运行,确保数据采集的连续性和稳定性。针对不同类型的桥梁结构,我们会因地制宜地设计最具针对性的监测方案。在具体实施中,我们倾向于采用统一的传感技术、简洁的网络拓扑结构,配合集中的监控平台,这不仅方便日常操作,也为未来的系统升级和扩展留足空间。硬件选型上,中交路桥科技始终坚持采用经过市场验证的成熟技术与产品,在保证系统先进性的同时,更注重运行的可靠性。软件系统则强调开放性与人性化,通过友好的交互界面,让管理人员能够轻松上手。特别值得一提的是,我们充分考虑到桥梁施工期的交叉作业环境,为设备设计了完备的物理防护措施,包括专业的防雷接地系统,确保传感器和设备的安装不会对桥梁主体结构造成任何影响。

归根结底,监测系统的核心价值的是为大桥运营期管养工作提供精准、高效的支撑。基于前述管养对策分析,结合中交路桥科技在桥梁管养领域的丰富实践,中交路桥科技桥梁结构健康监测系统的构建,确立了“统一规划、统筹开发、分阶段实施、全流程管控”的总体思路,具体可概括为以下五点:
(1)构建一体化综合平台。将结构健康监测、结构安全预警、数据自动化处理与存储、实时数据人性化交互显示等核心功能,集中整合于同一平台,前期做好整体规划与统筹开发,后期根据项目进度分阶段推进系统实施与统一管理,实现各功能模块的无缝衔接,打破数据壁垒,提升管养效率——这也是中交路桥科技监测系统区别于传统监测方案的核心优势之一。
(2)强化现场数据精准采集。环境变化、外部作用及桥梁结构响应、结构不利变化等核心数据,均通过现场部署的专业传感器精准获取,确保数据的真实性、实时性与完整性,为后续结构评估与安全预警提供坚实的数据基础。
(3)完善安全预警响应机制。依托结构安全预警评估子系统,当桥梁遭遇特殊气候、复杂交通条件,或营运状况出现异常时,系统可自动触发预警信号,及时提醒管养人员关注桥梁运营安全,快速启动相关应急预案,防范安全风险,保障桥梁通行安全。
(4)实现数据规范化管理。通过数据库存储与管理子系统,对系统运行过程中产生的各类数据资料进行分类整理、高效管控,既确保数据资料的安全可靠存储,也为后续数据查询、分析、挖掘提供便捷,让数据真正转化为管养决策的支撑依据。
(5)优化人机交互体验。通过用户界面子系统,实现系统使用人员与各子系统的便捷交互,涵盖桥梁基础信息管理、各类监测数据展示、历史数据查询、统计报表分析、结构安全预警与评估、系统访问控制等全功能,满足不同管养岗位的使用需求。

在具体实施路径上,我们通过现场的各类传感器实时采集环境荷载、结构响应及变形等关键数据。当遇到特殊气候、异常交通状况或结构出现异常变化时,结构安全预警评估子系统会立即触发预警信号,提醒管理人员及时关注桥梁的安全状态,并启动相应的应急预案。所有采集到的数据都会进入专业的数据库存储与管理子系统,经过分类整理和安全存储,为后续的数据挖掘和分析提供坚实基础。最终,通过用户界面子系统,管理人员可以轻松访问桥梁基础信息、查看各类监测数据、分析历史趋势、生成统计报表,并实现对系统访问的权限控制。
值得注意的是,桥梁结构健康监测系统并非单一的技术设备组合,而是一项系统性的信息化工程。其核心任务是精准获取环境荷载、桥梁结构响应、局部损伤等关键信息,通过对桥梁监(检)测信息的综合分析与评估,明确行车安全与桥梁结构安全的双重状态,为桥梁安全运营提供科学、精准的数据支撑。为高效完成这一核心任务,结合实际功能需求,中交路桥科技桥梁健康监测系统经过反复优化迭代,形成了五大核心模块,分别为传感器模块、数据采集与传输模块、数据处理与管理模块、结构安全预警及评估模块和可视化UI软件模块,各模块协同发力,确保系统功能的全面落地。

在逻辑架构上,中交路桥科技的桥梁健康监测系统采用分层设计思想,从下至上依次为:
(1)感知层:作为系统的触角,通过各种专业传感设备实时采集桥梁的振动、应力、空间变位及视频图像等原始数据。
(2)基础设施层:提供稳定可靠的运行环境,包括网络设备、数据网关、云服务器及存储系统等。
(3)数据层:负责数据的组织管理,既包含监测数据、桥梁档案等结构化关系型数据,也包括原始文件、图纸资料等非结构化数据。
(4)应用支撑层:作为桥梁,提供用户认证、权限管理、日志服务、工作流引擎及3D展示等通用服务,同时承担数据采集与传输功能。
(5)应用层:承载核心业务功能,包括自动化监测、安全预警评估、数据管理与用户界面等子系统,并可无缝整合第三方交通监控系统。
(6)交互层:面向最终用户,通过浏览器即可访问系统所有功能,实现随时随地的远程监控与管理。

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。公司技术实力雄厚,当前拥有一支高素质工程医生团队,囊括了铁道工程、城市道路与公路、桥梁工程、隧道工程、建筑工程、水利工程、工程物探、安全技术、信号、集成电路、智能科学等专业。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。