——构建全生命周期桥梁安全健康监测体系,为每一座桥梁保驾护航
桥梁,是城市交通的“咽喉”,也是区域经济发展的纽带。从横跨江河的巨型拉索桥,到城市密集区的高架立交,每一座桥梁在长期服役过程中,都会面临材料老化、荷载疲劳、基础沉降等“健康问题”。如何及时发现隐患、预判风险、延长寿命?答案是——桥梁智能健康监测。
上海同济检测技术有限公司(简称“同济检测”),依托同济大学在土木工程领域的深厚底蕴,深度融合北斗/GNSS(全球导航卫星系统)、MEMS(微机电系统)传感、AI视觉识别与数字孪生等前沿技术,构建了覆盖桥梁全生命周期的智能健康监测体系。我们不仅是桥梁的“体检师”,更是桥梁安全的“守护者”。

桥梁健康监测不是单一参数的测量,而是一个多维度、多物理量的综合感知系统。同济检测的监测方案涵盖以下核心内容:
1. 几何线形监测(沉降与变形)
这是桥梁安全的“基础指标”。重点监测桥墩沉降、墩台倾斜、主梁挠度(下挠)及伸缩缝变化。毫米级的异常沉降往往是基础冲刷或地基软化的“预警信号”。
2. 振动与动力特性监测
这是捕捉桥梁“疲劳程度”的关键。通过监测桥梁在风、车辆、地震等荷载下的加速度、速度和动位移,识别桥梁的固有频率、阻尼比和振型。当结构发生损伤时,其“振动指纹”会发生改变。
3. 应力与荷载监测
针对钢结构或预应力混凝土桥梁,在关键截面布设应变传感器,实时监测结构内部受力变化,防止应力超限引发塑性变形或开裂。
4. 环境与作用监测
包括环境温湿度、风荷载、车辆荷载等。环境因素是引起结构响应的重要诱因,必须纳入统一分析模型。
5. 专项与特殊监测
针对老旧桥梁或特殊结构(如系杆拱桥、悬索桥),开展吊杆索力、支座反力、钢结构疲劳裂纹等专项监测。
同济检测采用“在线自动化监测”与“定期人工检测”相结合的混合策略,实现点面结合、动静互补。
1. 自动化在线监测系统
利用安装在桥梁上的光纤光栅传感器、MEMS加速度计和北斗高精度接收机,实现数据的24小时不间断自动采集与无线传输。例如,在跨海大桥的索塔顶部,通过北斗卫星定位系统,可实现毫米级的三维变形实时解算。
2. 非接触式先进检测
针对人员难以到达的区域(如高塔塔顶、箱梁底部),采用爬壁机器人搭载高清摄像头与探伤雷达,进行亚毫米级裂缝识别;或采用地基合成孔径雷达(IBIS),无需布设靶标即可扫描获取整桥的微形变场。
3. 定期与专项检测
依据《公路桥涵养护规范》,采用激光自动弯沉车、地质雷达等装备,对路面厚度、内部空洞及承载能力进行无损快速检测。
同济检测的所有监测活动均严格遵循国家、行业及地方现行标准,确保数据的合法性、科学性与可比性:
国家标准:《公路桥梁结构监测技术规范》(JT/T 1037-2022),这是行业内的顶层设计文件,由同济大学等单位参与主编。
行业规范:《公路桥涵养护规范》(JTG 5120-2021)、《公路桥梁承载能力检测评定规程》。
上海地方标准:《桥梁结构监测系统技术规程》(DG/TJ 08-2194-2016)及《桥梁结构检测技术规程》(DG/TJ 08-2149-2014),针对上海软土基储、高架密集的特点进行了本地化细化。
同济检测建立了标准化的项目实施流程,确保监测工作的严谨闭环:
前期调研与方案设计
收集桥梁设计图纸与历史资料,进行现场踏勘。利用有限元模型(如MIDAS Civil)进行仿真分析,确定应力、变形不利截面,科学布设测点。
传感器安装与系统集成
在现场实施传感器布设、线缆敷设及数据采集站安装。关键工序包括:传感器的牢固耦合(防止共振脱落)、线缆的电磁屏蔽保护及防雷接地处理。
系统调试与初始值采集
安装完成后进行72小时联调测试,确保数据采集同步性与传输稳定性,并记录结构在无外加荷载下的初始状态值。
数据采集与实时监控
进入常态化运营监测。针对沉降观测,严格执行“四固定”原则(固定人员、固定仪器、固定路线、固定环境),消除人为误差。
数据分析与报告出具
利用SaaS云平台进行大数据挖掘与AI预警。当监测数据超限时,系统自动触发多级报警,并出具包含技术状况评定及维修建议的《桥梁健康监测分析报告》。
桥梁监测是一项长期工作,在实践中需特别注意以下几点:
传感器存活率:在恶劣的户外环境(高温、高湿、强腐蚀)下,传感器易失效。需定期进行校准与比对测试,确保硬件存活率不低于90%。
基准点稳定性:沉降监测的基准点必须埋设在桥梁施工影响范围外的稳定岩层或深埋标桩上,且需定期联测复核,防止基准点本身发生位移。
抗干扰措施:振动监测信号极易受电磁场及风、雨环境噪声干扰。布线时应与高压线保持距离,数据分析时需采用滤波算法剔除环境噪声。
施工期间保护:在桥梁加固或改建施工期间(如支座更换、桥面铺装),监测系统易受破坏。需提前进行管线保护或采用无线备用传输方案。
从宁波舟山港六横公路大桥(国内大跨度跨海桥)的施工监控,到上海市浦东新区数百座公路桥梁的定期“体检”,上海同济检测技术有限公司始终秉持“务实、严谨、创新”的精神。
我们不仅关注桥梁的现在,更运用数字孪生技术预测它的未来。选择同济检测,就是为城市动脉配备一名24小时在岗的“主任医师”,让桥梁更安全,让出行更放心。
房屋安全鉴定;房屋抗震鉴定;危房鉴定;幕墙定期检查;幕墙安全鉴定;沉降监测;结构健康监测;承重能力检测;振动测试;外墙专项检测;裂缝专项检测等
建设工程质量检测;岩土工程勘察;水文地质勘察;工程测量勘察;测绘;建筑、市政、汽车配件、环保、计算机、消防科技、消防设备检测技术领域内的技术开发、技术转让、技术咨询、技术服务。【依法须经批准的项目,经相关部门批准后方可开展经营活动】
上海同济检测技术有限公司(原上海同济建设工程质量检测站)成立于1999年,是由同济科技控股与同济大学所属全资子公司同济创新创业共同持有公司100%股权的国有企业,公司业务包括既有建筑检测鉴定、结构安全监测、结构试验、幕墙检测鉴定、专项检测评估、振动测试、桥梁检测监测、无损检测、道路隧道检测监测等。公司拥有CMA、CNAS、建设工程质量检测资质(综合)、测绘资质(甲级)、勘察资质、交通部公路工程综合甲级、公路工程桥梁隧道工程专项检测资质、...