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桥梁轻量化监测:中小跨径桥梁如何实现低成本、可持续的安全监测?
更新时间:2026-10-22 10:29
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据交通运输部《2024年交通运输行业发展统计公报》,截至2024年末,全国公路桥梁110.81万座,其中特大桥11329座、大桥19.14万座,其余约90万座为中小跨径桥梁,占总量八成以上,多分布于县道、乡道与普通国省干线。

养护端的数据同样值得关注:2023年1—10月,全国改造公路危旧桥梁超过8000座,其中农村公路危桥超过6000座;2024年交通运输部民生实事中,农村公路危旧桥梁改造目标为4000座。改造解决的是存量病害,改造后如何持续掌握结构状态,则是另一项长期任务。

问题在于成本。传统桥梁结构健康监测单桥投入通常在数十万元至上百万元量级,设计初衷是服务特大桥梁和结构复杂的重点桥梁;平移到单体规模有限的中小桥梁,资金、人力与运维力量均不具备可行性。桥梁轻量化监测正是在这一约束下形成的技术路线。

桥梁结构健康监测

一、轻量化改变的是监测组织方式,不是安全尺度

行业标准对两类监测已有区分。《公路桥涵养护技术规范》规定,单孔跨径500米以上的悬索桥、300米以上的斜拉桥、160米以上的梁桥和200米以上的拱桥应开展桥梁结构健康监测;对中等及以下规模桥梁中需跟踪观察的病害、评定为3类4类的桥梁,以及不具备大规模监测条件但存在安全风险的大跨径桥梁,宜开展轻量化监测。部分省份的地方技术规范进一步按桥型与风险类型划分了应选与宜选要素。

轻量化压缩的是测点规模与系统复杂度,并未放宽判定标准。JT/T 1037—2022对监测数据的应用方向提出要求,包括数据分析、超限阈值与报警、车辆通行管控、检查指引、结构健康度评估和特殊事件应急管理。轻量化系统的输出同样要落到这些环节,区别在于采集范围更聚焦、响应链条更短。

二、三条技术主线

1、感知层做集成。传统方案按参数配置设备,振动、倾角、位移各用一套仪器,线缆与供电配套随之增加。桥梁轻量化监测方案采用多参数集成传感,单台设备可同时获取振动、倾角、温度和位移等数据,体积与安装工作量同步下降,现场不需要桥面开凿、脚手架搭设和大规模封路。

2、数据层做前置处理。连续采集的数据量远大于有效信息量,全部上传会加重存储与分析负担,并延迟异常识别。轻量化系统在设备端完成清洗、降噪与阈值判断,只上传异常数据和周期性报表,把“数据堆积”转为定向反馈。

3、部署层做取舍。测点集中在主梁跨中、墩身、支座、伸缩缝、桥台基础等关键部位,指标控制在少数几项核心参数;供电采用工业锂电池配合太阳能,通信采用4G、LoRa等无线方式,单桥安装调试周期可压缩至数天。

桥梁轻量化监测

三、成本逻辑决定覆盖面

轻量化的价值体现在覆盖能力上。单桥造价与运维成本下降后,监测对象才可能从少数重点桥梁扩展到区域桥群。较为可行的做法是以线路为单位统筹,多桥共用网关、供电与运维资源,由属地养护单位集中管理。这与养护政策一致:危旧桥改造资金有限,处置必须分级分类;监测资源同样应按风险排序投放,优先覆盖技术状况较差、重载交通集中、位于特殊风险区域的桥梁。

四、从设备到闭环:中交路桥科技的轻量化实践

中交路桥科技成立于2009年,业务涵盖工程检测监测、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、桥梁隧道工程专项和甲级测绘资质,为河北省“专精特新”企业、高新技术企业。围绕桥梁监测,公司自主研发“基安智能”系列智能感知设备与“基安云”管理平台,形成“感—传—算—控”的轻量化监测成套方案,并构建“检监测治”一体化流程:前端设备完成采集与就地处理,平台负责数据汇聚、超限报警与分级处置,分析结果对应具体养护建议。

中交路桥科技资质展示

据企业公开资料,其业务覆盖全国20余个省份、累计服务项目上百个,京昆高速石太段、国道G307、河北沧州23座重点桥梁智能监测项目均已落地。这类项目的共同点在于,系统不是独立运行的设备集合,而是接入既有养护流程,报警之后有响应、有工单、有处置记录。

判断一套方案是否成立的标准,不看通道数量,也不看设备密度,而要回答:在下一个定期检查周期到来之前,系统能否指出哪座桥的哪个构件正在加速退化,并给出可执行的处置建议。轻量化减掉的是冗余测点、重复布线和无效数据,保留的是风险指向与响应能力。对占总量八成以上的中小跨径桥梁而言,这是现有资金与养护力量条件下更现实的技术选择。

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