聚焦结构监测 关注桥梁健康

文 本刊编辑部

近年来，我国公路桥梁建设取得举世瞩目的成就。港珠澳大桥、沪苏通长江大桥、五峰山长江大桥等代表性桥梁的建成，以及深中通道伶仃洋大桥、常泰长江大桥、张靖皋长江大桥的开工建设，均标志着我国桥梁设计理论、建造技术及建桥装备已达到国际领先水平。

在本期杂志中，关于桥梁的内容也很多、很“重”。就拿“建设”栏目介绍的两座在建大桥来说，都将分别缔造“世界之最”：跨越红水河的广西南天高速天峨龙滩特大桥将建成世界最大跨径上承式劲性骨架混凝土拱桥；四川古金高速水落河特大桥则将建成世界最大跨径悬浇拱桥。

在为我国桥梁事业取得的长足发展感到赞叹的同时，我们也必须认识到，随着桥梁服役年限的增长、服役环境的变化，提高其安全性、耐久性、防灾能力和结构韧性，延长其服役寿命是一项长期而至关重要的工作。本期“第一观察”《为桥梁戴上“健康手环”》，详细介绍了交通运输部2021年在10个省份的11座在役公路桥梁开展的结构健康监测系统建设试点工作情况，并邀请编写组成员解读了《公路桥梁结构监测技术规范》要点，邀请行业专家针对桥梁监测参数的科学设计给出专业指导和建议。

值得一提的是，《规范》增加了“结构响应”“结构变化”“桥梁结构健康度”的术语和定义，还增加了对监测技术自主可控，鼓励采用新技术和新设备，监测系统安全网联、互联互通、数据共享的要求。这些都将有助于统一单桥系统建设应用标准，明确系统监测内容，保障和提升监测系统建设质量和技术水平。

总体来看，自动化监测技术的发展应用使我国交通基础设施的数字化转型成为可能，在一定程度上解决了人工检测主观性强、精度不足、随机因素大、及时性差等问题，也为结构行为溯源和预测提供了技术支撑。但由于自动化监测是对通信、传感、数据处理和力学分析等多学科技术知识的综合运用，其中涉及的每项技术瓶颈都将直接影响自动化监测技术的应用效果。

例如，在前期方案设计中，对监测方法、设备选择等考虑不充分，对后期数据应用效果预估不足，就会导致监测原始数据得不到有效处理和应用，造成数据积压和浪费；又如，目前大量监测数据仍需依赖线下人工分析，数据应用效率较低，在线上智能评估方面有很多课要补；再如，受传感技术限制及多方因素影响，随着传感设备使用年限增加，数据的真实性与可靠性会逐年降低，在一定程度上限制了监测结果的应用；此外，在桥梁结构安全评价方面，尚未形成系统化体系，桥梁人工检查结果与自动化监测成果之间的信息交互、联合应用等方面仍有待进一步完善。

令人欣慰的是，近年来，国内外多所高等院校和科研院所已相继投入大型桥梁健康监测系统的研究及应用行列，并在传感器的优化布设、自动监测的智能控制、实时监测信息的网络共享、结构损伤的自动识别诊断、桥梁承载能力和结构可靠度分析等方面取得一定成果。相信随着研究的深入，我们一定能通过“健康手环”更清楚地了解到桥梁的机体发生了怎样的问题，从而实施更精准的保健和治疗。