山区高速桥隧“CT”上线

文 | 云南省交通投资建设集团有限公司 曾维成

高速公路在国民经济发展和社会稳定中的重要战略地位日益凸显。云南省内现有高速公路占比里程位居国内前列，其中山区高速公路高达70%，部分路段甚至达到85%以上。这些山区高速的桥梁隧道大多处于气候条件严酷、地质环境复杂、自然灾害频发的地区，运营环境恶劣，易导致桥隧病害多发，严重时演化为灾变，引起桥隧垮塌等重大事故，造成重大经济损失和恶劣社会影响。

总体思路

桥梁钢筋应力状态无损检测装置和工程应用实例

纵观以往多起山区桥梁隧道垮塌事件，钢筋应力状态恶化、隧道壁后空洞发展、结构表观缺损病害演化是威胁桥隧安全运营的“杀手”。传统的桥隧检测缺乏无损量化检测技术与装置，导致效率低下；人工检测介入多且复杂的作业环境面临巨大的安全风险；检测过程的道路封堵也造成通行率显著下降。精准、量化、无损地检测出公路病害，是亟待攻克的世界性难题。

隧道空洞双频雷达高精度智能检测技术实施路径

山区隧道隐蔽面病害轻型智能多功能检测车

复合多关节和飞行、爬行桥梁表观病害多目标智能检测机器人

结构状态评估预警技术与山区桥梁隧道病害管控云平台

各类钢筋试件应力检测试验(左)和自发磁场波动对数极值参量(右)

钢筋及梁破坏试验(左)和自发磁场偏离率参量(右)

双频向后投影高精度识别方法及其识别精度

“山区高速公路桥梁隧道检测新技术及装备”项目按照“理论创新-技术突破-装备研发”的技术思路，依托10余项国家和省部级重大科研项目，经过近14年的潜心协同研究，以无损、精准、量化提前诊断桥隧病害隐患为目标，率先攻克了钢筋应力状态恶化、隧道内部空洞、结构表观缺损病害无损量化检测等核心技术，研发了桥梁-隧道“CT”高端诊断技术与装备。

项目成果获授权专利20项（发明专利18项），授权软件著作权11项；出版专著1部，发表论文46篇（SCI及EI检索35篇），参编地方标准1部；研制得到相关机构认证的产品5项；产生国家、省部级人才5人次，培养博士、硕士研究生上百人，培训交通科技人才上千人次。

项目成果在云南武易、楚姚等高速公路的典型山区特大桥隧中得到了广泛应用，实现了对桥梁和隧道结构病害精准高效检测，有效检测典型病害事件上万次。成果推广应用到浙江、湖南、重庆、贵州等地的33条3070公里高速公路的桥隧检测，推动了我国桥隧检测技术装备进入国际领先行列，引领了桥隧智能检测运维产业的技术革新，产生直接经济效益5.8亿元，取得了重大的社会、经济及环保效益。

/ 混凝土桥梁内部钢筋应力无损量化检测技术及装置/

项目首创基于自发磁场偏离率表征的钢筋应力状态无损量化检测新技术，研制了混凝土桥梁钢筋应力无损量化检测装置，准确率超过90%，实现了混凝土桥梁内部钢筋应力状态的非接触量化无损检测，填补了国内外空白。

/ 隧道隐蔽面病害无损精准识别技术与装备/

项目率先提出了隧道壁后空洞双频投影高精度探测方法及多目标智能识别技术，研制了首台公路隧道隐蔽面轻型智能多功能检测车，攻克了隐蔽面病害精准检测及快速识别难题，实现了衬砌壁后1.5米深度范围内空洞识别精度小于5厘米。

/ 桥隧结构表观缺损病害快速扫描和精准识别技术与装备/

项目首次攻克了山区复杂环境下全覆盖无损、快速检测桥隧结构表观病害的技术难题，研制了复合多关节、飞行/爬行桥梁表观病害多目标智能检测机器人和公路隧道表观病害机器视觉集群智能检测等系列装置，表观覆盖范围达96.4%，裂缝宽度检测误差不超过±0.02毫米，裂缝长度、表面缺损和露筋检测误差均不超过±1.00厘米，突破多源数据驱动的结构状态评估预警技术，研发了山区桥梁隧道病害管控云平台，实现了桥梁隧道全要素智慧管控。

云南省交通投资建设集团有限公司

云南省交通投资建设集团有限公司（以下简称“云南交投”）是云南省省属国有企业，下设28 个二级单位，产业涵盖了公路、铁路、水运、航空等综合交通的规划设计、投资建设、运营管理、经营开发、物资贸易、交通科技等全产业链领域，资产总额近8000 亿元，企业主体信用等级为AAA 级，是云南综合交通体系建设主力军、云南综合交通投融资主平台、云南综合交通全产业链经营实体。截至2022 年底，云南交投运营管养高速公路6180 公里，占云南省通车里程10249 公里的60.3%。云南交投拥有公路施工总承包特级，公路、市政、建筑行业设计甲级等230 余项资质，具有援外成套项目总承包企业资格，曾荣获中国土木工程詹天佑奖3 项、国家优质工程奖16 项、省部级以上科技奖项87 项。“十四五”时期，云南交投集团将全面贯彻落实“11222”工作体系，力争成为立足云南、全国领先、全球视野的综合交通产业开发运营商。

重庆交通大学

重庆交通大学是一所交通特色鲜明、以工为主的多科性大学。学校现有南岸、科学城、大坪3 个校区，占地3000 余亩。学校拥有长江学者特聘教授、国家杰出青年基金获得者、“万人计划”科技创新领军人才、全国杰出专业技术人才、交通运输部中青年科技创新领军人才、交通运输部青年科技英才、重庆英才计划、重庆市杰青、巴渝学者等各类高层次人才200 余人次。学校现有交通运输工程、水利工程、管理科学与工程、土木工程4 个一级学科博士学位授权点，18 个一级学科硕士学位授权点；拥有山区桥梁与隧道工程国家重点实验室、国家内河航道整治工程技术研究中心、交通土建工程材料国家地方联合工程研究中心3 个国家级重点科研平台，水利水运工程教育部重点实验室、山区桥梁结构与材料教育部工程研究中心等42 个省部级科研平台。在山区交通基础设施、生态航道、轨道装备、运输物流、绿色航空等领域取得了一批有影响力的成果，学校先后荣获国家科学技术进步奖、国家发明奖14 项，省部级科技奖励524 项。学校为重庆市高水平新工科建设高校。

同济大学

同济大学是教育部直属并与上海市共建的全国重点大学，1996 年，列为国家“211 工程”建设高校；2002 年，列为国家“985 工程”建设高校；2004 年，列为中管高校；2017 年，列为国家世界一流大学建设A 类高校。学校学科设置涵盖工学、理学、医学、管理学、经济学、哲学、文学、法学、教育学、艺术学、交叉学科等11 个门类。现有本科招生专业82 个，硕士学位一级学科授权点46 个，专业硕士学位授权点28 个，博士学位一级学科授权点37 个，专业博士学位授权点10 个，博士后流动站30 个；6 个基础学科拔尖学生培养基地。同济大学拥有1 个全国重点实验室、3 个国家重点实验室、1 个国家工程实验室、1 个国家重大科技基础设施、1 个国家协同创新中心、1 个国家大型科学仪器中心、6 个国家工程（技术）研究中心、4 个其他国家级研究平台及103 个省部级研究平台。入选科技部“国家创新人才培养示范基地”，获批两个全国科普教育基地。学校现有全日制本科生18536 人，硕士研究生11288 人，博士研究生7668 人，另有国际学生3160 人。学校拥有专任教师2815 人，其中专业技术职务正高级1093 人，中国科学院院士16 人（含双聘），中国工程院院士26 人（含双聘），第三世界科学院院士及美国、德国、瑞典等国家科学院或工程院外籍院士29 人次。