截至2023年末,全国公路桥梁已达107.93万座(交通运输部《2023年交通运输行业发展统计公报》)。随着服役年限增长,部分桥梁进入结构性能退化阶段,桥梁健康监测也从特大桥的专项配置,逐步扩展到中小跨径桥梁的日常管养。方案编制中最容易反复的环节,通常不是传感器选型,而是测点布在哪里、布多少个。测点过量会增加建设与运维成本,数据分析也难聚焦;测点不足则覆盖不到控制性部位;位置偏离风险,系统即使正常运行也无法支撑决策。

一、规范的要求:测点对应风险,而非对应产品
《公路桥梁结构监测技术规范》(JT/T 1037—2022)对布点的规定是明确的:结构响应与结构变化的测点宜布置在受力较大、变形较大、位移较大、典型病害或已有损伤的位置,以及影响结构整体或构件安全性、易损性的部位;对性能退化、损伤劣化严重的构件,应针对性增加测点数量。相关解读将布点原则概括为针对性、代表性、经济性与全面性。
2022年版修订新增了风险场景监测,要求依据桥梁所面临的洪水、地质、重载等具体风险选取监测内容,并对测点作针对性调整。这一条的指向很清楚:布点不是按桥型套用模板,而是先形成这座桥的风险清单。
二、动笔之前的三项判断
第一项是风险类型:重载超载、基础冲刷、索力损失、支座病害、船撞,不同风险对应不同的测点组合。第二项是控制构件,需由结构计算与易损性分析确定,而非凭经验指定。第三项是数据用途,即数据异常后支撑的是限载、换索、封闭交通,还是调整养护计划。第三项同时决定阈值设置与报警流程,也决定系统建成后是否有人使用。三项判断没有结论就进入布点,传感器类型与数量都缺少依据。
三、已有病害优先,其次按控制截面
有定期检查报告的桥梁,应首先以报告为布点依据。《公路桥梁技术状况评定标准》(JTG/T H21—2011)对支座脱空、剪切变形超限、串动等缺损设有明确的标度划分,报告记录的病害部位、程度与分布,可直接转换为测点位置。报告未记录明显病害的桥梁,按结构计算与关键截面布设:梁桥取跨中与四分点,连续梁增加墩顶负弯矩区;拱桥取拱脚与拱顶;斜拉桥取塔根与主梁跨中。

四、桥型不同,控制构件不同
梁桥以主梁受力为主,测点集中于跨中挠度、控制截面应变、墩顶位移与支座位移。斜拉桥的关键构件是斜拉索,索力监测宜选择有代表性、索力较大、应力变化较大的拉索,方法包括振动频率法、磁通量法与锚垫板承压力法,塔顶偏位与主梁线形需同步布设。悬索桥的重点在主缆、吊索、锚碇与加劲梁。拱桥的应力集中区在拱脚,吊杆及锚固区属病害多发部位。规范还要求,独柱桥、弯桥、基础易发生沉降及采用压重设计的桥梁,应在关键支座设置测力支座;钢箱梁正交异性板U肋、横隔板过焊部位宜布设疲劳监测测点。
五、三类常见偏差
其一,按传感器厂商清单配置。清单品类齐全,但与单桥风险缺少对应关系,结果是测点数量上升,有效信息比例下降。其二,只布主体响应,遗漏支承与连接构件。支座、伸缩缝没有测点,一旦支座脱空,主梁支承条件改变,挠度与应变数据的解释基础随之改变。其三,缺少数据应用环节。规范将数据应用归纳为监测数据分析、超限报警、车辆通行管控、检查指引与结构健康度评估等方向;建设阶段若不明确责任人与处置流程,系统运行后难以形成闭环。
六、轻量化的取舍标准
桥梁轻量化监测以有限测点覆盖主要风险,不追求全桥均匀覆盖,而是集中于控制构件与已确认病害。验收时可逐点核对:该测点数据发生变化时,对应的处置动作是什么。能够明确回答的测点保留,不能回答的应删除或重新论证。

从风险识别、点位论证到数据应用,这类工作需要检测与监测能力在同一主体内衔接。中交路桥科技业务涵盖工程检测、城市安全监测预警与评价、数字智能化研发,持有CMA、公路工程综合甲级、桥梁隧道工程专项及甲级测绘等资质,获评河北省“专精特新”企业、高新技术企业与科技小巨人企业。公司自研“基安云”智慧市政平台与“基安仪”系列智能设备,形成“感—传—算—控”桥梁轻量化监测方案与“检监测治”一体化体系,已服务工程项目上百个,业务覆盖全国20余个省份。就布点而言,其作用在于把定期检查结论、结构计算与监测点位对应起来,使每个测点都有明确的回答对象。