湖南亿测物联有限公司在桥梁健康安全自动化监测方面的解决方案
一、项目监测背景
桥梁作为交通基础设施的关键组成部分，是连接区域经济、保障物资运输和人民出行的重要枢纽。我国桥梁数量众多、类型多样，随着服役时间增长，加之交通荷载日益繁重、自然环境侵蚀（如温度变化、降雨、紫外线辐射等）以及地质条件变化等因素影响，桥梁结构易出现损伤累积，如裂缝扩展、构件变形、支座老化、钢结构锈蚀等问题，严重威胁桥梁运营安全。
近年来，桥梁安全事故偶有发生，不仅造成巨大经济损失，还可能导致人员伤亡，社会影响深远。传统的桥梁检测多依赖人工巡检，存在检测周期长、覆盖范围有限、数据精度不足、难以捕捉瞬时病害等弊端，已无法满足现代桥梁安全管理的需求。因此，构建一套实时、精准、全面的桥梁健康安全自动化监测系统，成为保障桥梁结构安全、延长服役寿命的必然要求。湖南亿测物联凭借在传感技术与智能监测领域的技术积累，推出桥梁健康安全自动化监测解决方案，为桥梁安全运营提供全方位技术支撑。
二、方案概述
湖南亿测物联的桥梁健康安全自动化监测解决方案，融合高精度传感技术、无线传输技术、结构健康评估算法及云计算平台，构建 “实时感知 - 智能传输 - 数据解析 - 安全预警” 的全流程自动化监测体系。
该方案通过在桥梁关键部位（如主梁、桥墩、支座、桥面、伸缩缝等）布设多类型传感器，实时采集结构变形、应力应变、振动特性、环境作用等关键参数，经智能采集终端处理后，通过 “4G/5G+LoRa + 北斗” 混合通信网络传输至云端监测平台。平台依托结构健康评估模型对数据进行深度分析，评估桥梁结构当前健康状态，识别潜在安全隐患，当监测数据超出预警阈值时，自动触发多级预警机制，为桥梁管理部门提供精准决策依据，实现桥梁全生命周期的智能化安全管理。
三、监测内容
（一）结构变形监测
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主梁位移监测：采用北斗定位终端（如 YT-BD-500 系列）和静力水准仪，监测主梁的竖向挠度、水平位移及不均匀沉降。北斗定位终端测量精度达毫米级，可实时捕捉主梁在车辆荷载、温度变化下的动态位移；静力水准仪通过测量各监测点与基准点的液位差，获取桥面纵向、横向沉降数据，测量误差≤±0.1mm。在某大跨度连续梁桥监测中，沿主梁跨中及 1/4、3/4 跨径处布设监测点，成功捕捉到车辆超载导致的瞬时挠度变化，为荷载限制决策提供数据支撑。
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桥墩变形监测：在桥墩顶部及底部安装倾角传感器和裂缝计，监测桥墩倾斜角度及墩身裂缝宽度。倾角传感器测量范围为 ±5°，精度 ±0.01°，可实时监测桥墩在水平力（如车辆离心力、风力）作用下的倾斜状态；裂缝计（YT-FL-300 系列）量程 0-5mm，分辨率 0.01mm，可自动记录裂缝开合度随时间的变化。在某山区桥梁监测中，通过桥墩倾斜数据与降雨量关联分析，发现暴雨期间桥墩倾斜量显著增大，及时采取了抗滑加固措施。
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支座位移监测：针对桥梁支座布设位移传感器，监测支座的竖向压缩量、水平位移及转角，评估支座受力状态及老化程度。传感器测量范围 0-100mm，精度 ±0.05mm，可适应支座区域复杂的力学环境。在某简支梁桥监测中，通过支座位移数据发现多个支座出现异常沉降，及时更换支座避免了梁体受力不均导致的结构损伤。
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（二）应力应变监测
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钢结构应力监测：在钢箱梁、钢桁梁等钢结构关键部位粘贴光纤光栅应力传感器（YT-FBG-600 系列），监测结构在荷载作用下的应力分布。传感器测量范围 - 200MPa~200MPa，精度 ±1MPa，具有抗电磁干扰、耐腐蚀的特点，适用于潮湿、多尘的桥梁环境。在某钢拱桥监测中，通过应力监测数据优化了车辆限行方案，避免钢结构长期承受超限应力导致的疲劳损伤。
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混凝土应变监测：在混凝土梁、桥墩等构件内部植入埋入式应变计，监测混凝土的应变变化，评估结构承载能力。应变计量程 ±3000με，精度 ±1με，可长期工作于混凝土内部。在某刚构桥监测中，通过分析桥墩应变数据，发现温度变化导致的应变值占比达 40%，为结构温度应力控制提供了关键依据。
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连接部位受力监测：在螺栓连接、焊接节点等关键连接部位安装轴力计和应变片，监测连接构件的受力状态，预防连接失效。轴力计测量范围 0-500kN，精度 ±1% FS，可实时监测螺栓预紧力变化。在某斜拉桥拉索锚具监测中，通过轴力计数据发现部分拉索锚固端受力异常，及时进行张拉调整，避免了拉索断裂风险。
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（三）振动与动力特性监测
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桥梁振动监测：采用加速度传感器（YT-JS-400 系列）监测桥梁的竖向、横向及扭转振动加速度，分析结构自振频率、振型等动力特性参数。传感器测量范围 ±5g，频率响应 0.1Hz-500Hz，可捕捉车辆冲击、地震等引起的瞬时振动。在某城市立交桥监测中，通过振动数据分析识别出桥面不平整导致的共振现象，指导养护部门进行桥面铣刨修复，降低了结构疲劳损伤风险。
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车辆荷载监测：在桥面布设称重传感器和视频识别设备，监测通行车辆的轴重、总重及行驶速度，统计超载车辆比例及通行频率。称重传感器测量精度 ±2%，可实时识别超载车辆并触发预警，视频设备同步记录车辆信息供追溯。在某高速公路桥梁监测中，通过荷载数据统计发现日均超载车辆占比达 15%，管理部门据此加强治超执法，有效降低了桥梁结构损伤风险。
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（四）环境与材料状态监测
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环境参数监测：部署温湿度传感器、风速风向仪及降雨量传感器，监测桥梁所处环境的温度、湿度、风力、降雨等参数。温度测量范围 - 40℃-80℃，精度 ±0.5℃；风速测量范围 0-60m/s，精度 ±0.3m/s。在某跨海大桥监测中，环境数据与结构应变数据结合分析，揭示了高温高湿环境对钢结构锈蚀速率的影响规律。
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材料状态监测：采用钢筋锈蚀传感器和混凝土碳化深度传感器，监测钢筋锈蚀程度及混凝土碳化速度。钢筋锈蚀传感器可测量钢筋极化电阻，评估锈蚀速率；碳化深度传感器通过测量混凝土表面至碳化层的距离，判断结构耐久性。在某服役 30 年的混凝土桥梁监测中，数据显示部分区域钢筋锈蚀速率加快，管理部门及时采取了防腐处理措施。
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（五）数据采集与传输
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智能采集终端：采用 YT-ZN-900 系列智能采集终端，支持接入 40 路以上传感器，采集频率可在 1Hz-100Hz 范围内调节，满足动态信号（如振动、冲击荷载）的高频采集需求。终端内置 64GB 存储模块，可在网络中断时存储 6 个月的监测数据，恢复连接后自动补传。在某偏远山区桥梁项目中，终端采用太阳能 + 锂电池供电，连续阴雨天气下续航可达 20 天，确保数据采集不中断。
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混合通信网络：根据桥梁地理位置及周边通信条件，采用分层通信架构：桥面及桥墩区域通过 LoRa 网络实现传感器数据汇聚，传输距离达 5-15 公里；主梁及跨江 / 跨谷区域利用 4G/5G 网络进行数据高速传输；极端环境下启用北斗短报文功能，保障关键数据（如突发位移、应力超限）的紧急传输。在某跨河大桥监测中，混合通信网络确保了主桥及引桥各监测点数据实时上传至市级监测中心。
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（六）监测云平台
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数据融合与结构评估：云平台整合结构变形、应力、振动等多源数据，构建基于机器学习的桥梁健康评估模型。通过对比实时数据与设计参数、历史数据，评估结构损伤程度及剩余承载能力。例如，在某连续梁桥监测中，平台通过分析 5 年监测数据，发现跨中挠度年增长率达 0.5mm，结合应力变化趋势，评估该部位存在疲劳损伤风险，建议进行加固维修。
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可视化与预警发布：平台提供桥梁三维模型可视化展示，直观呈现各监测点位置、实时数据及结构状态，支持历史数据曲线查询和损伤趋势预测。当监测数据超限时，平台按预警等级（蓝色、黄色、橙色、红色）通过短信、APP 推送、监控中心声光报警等方式发布预警，明确隐患位置、风险等级及处置建议。在某桥梁支座预警案例中，平台提前 72 小时发出黄色预警，管理部门及时更换支座，避免了梁体倾覆风险。
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四、实现功能
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结构安全状态实时评估：系统通过持续监测与数据分析，生成桥梁健康状态评估报告，量化结构安全等级（如 “健康”“关注”“预警”“危险”），为养护决策提供依据。例如，在某城市立交桥监测中，系统评估发现西引桥桥墩沉降速率超标，管理部门据此制定专项加固方案，避免了病害扩大。
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病害预警与应急响应：针对结构裂缝扩展、位移超限、应力过载等潜在病害，系统实时预警并联动应急资源。预警信息同步推送至桥梁管理部门、养护单位及交警部门，附带病害位置、影响范围及应急处置建议（如交通限行、临时封闭）。在某高速公路桥梁突发支座位移预警时，系统协助调度应急队伍 2 小时内抵达现场处置，保障了道路通行安全。
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养护规划与成本优化：基于长期监测数据，系统分析桥梁结构退化规律，预测未来 3-5 年的养护需求，制定精准化养护计划，避免过度养护或养护不足。例如，在某桥梁群监测项目中，系统根据各桥健康状态排序，优先安排 3 座高风险桥梁进行大修，降低了总体养护成本 30%。
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全生命周期数据管理：平台存储桥梁从建设、运营到养护的全生命周期监测数据，支持与桥梁 BIM 模型对接，为桥梁改扩建、退役评估提供完整数据档案。在某桥梁退役评估中，系统提供的 20 年监测数据，为桥梁拆除方案制定及材料回收利用提供了科学依据。
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五.平台监测系统例图展示
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