公路桥梁健康安全监测技术的集成研究

摘要：公路桥梁工程的施工作业环节较为复杂，技术要求较为突出，这对于现场质量安全监管工作的开展也提出了一定挑战。有效的养护工程施工管理是确保桥梁结构安全、延长使用寿命的重要手段，也是保障交通顺畅、降低交通事故风险的关键环节。提升公路养护施工安全管理水平需聚焦安全监测技术集成，不同监测技术在覆盖范围、监测精度及响应速度等方面各有特点，通过系统整合可实现技术间的优势互补，全面提升综合监测效能。为养护施工安全决策提供可靠依据，切实保障施工人员人身安全与工程顺利推进。

关键词：公路桥梁；安全；监测

引言

通过集成传感技术、物联网技术及人工智能等前沿技术，构建智能化、全天候监测体系，可实现对桥梁结构状态及施工环境的动态感知与精准识别，有效提升风险预警能力，为养护决策提供科学依据，推动桥梁养护持续向数字化、智慧化方向迈进。

1公路桥梁工程安全风险的特点与挑战

首先，公路桥梁工程涉及路基、路面、桥涵、交通工程等多专业施工，跨地区、跨部门协调要求高，组织管理难度大，施工环境复杂多变。不良地质、高填深挖、特长隧道等因素使安全风险加剧。其次，施工工艺和设备不断更新，新技术应用带来新的风险因素。最后，劳务分包情况、从业人员的安全意识和技能水平、公路工程点多、线长、面广，多工点交叉作业频繁等情况，都是造成事故的安全隐患因素。此外，桥梁施工还面临高地应力、高瓦斯、突水突泥等灾害威胁，极易引发坍塌、瓦斯爆炸、透水等事故。这些特点给公路桥梁工程安全风险评估与管控带来严峻挑战。

2公路桥梁结构健康核心问题分析

2.1传统监测手段难以实时覆盖

部分地区多山多水的地形特点致使桥梁结构遭遇多种风险，涉水桥梁的桥墩被水流不断冲刷，人工检测不能及时察觉基础变动。部分山区特大桥因为高度较高，人工检测要封路而且效率低，裂缝识别精确度不够。有些跨江特大桥尽管设置了一些传感器，但早期系统没有做到多种数据融合，评判依靠单一指标。

2.2单一评估方法引发风险误判

目前的评价体系存在明显的弊端，设计参数基础上的静态评价体系不能体现出桥梁服役期材料性能退化的状况[1]。某些服役年限长的桥梁结构性能较设计时已有很大差异；对无人机巡检图片与车辆负载资料、气象资料等未能形成高度集成，部分桥梁曾因没有融合环境数据而错误判断结构振动缘由；有些连续刚构桥因为设置了不合理的位移预警值延迟了对裂缝的修复，后期需要加固。

2.3应急响应处置时效不足

传统应急机制有不少漏洞，桥梁应急演练表明，从事故报警到实行交通管制用时较长，期间车辆通行也许会加大二次风险，有些山区桥梁的突发事件中，因为没有做到协同调度，耽误救援力量到达的时间。有的预案大多是通用流程，并没有针对桥梁结构特性制订差别化预案，不同种类桥梁加固方案的差别没有完全表现出来。

3公路桥梁健康安全监测技术的集成

3.1差异化定制监测技术方案

拱桥与简支梁桥因结构特点差异，技术集成方案需差异化定制。拱桥以拱圈渗水与裂缝发展为监测重点，在拱圈关键部位布设光纤传感器采集时变数据，同步采用红外热成像技术检测渗水区域，数据通过物联网模块传输至管理系统，每30分钟动态更新。简支梁桥侧重桥面铺装与伸缩缝损坏监测，在梁体两端安装位移传感器，配合高清摄像头捕捉铺装裂缝，传感器每小时采样二次，摄像头每六小时拍摄一次高清图像，两组数据经智能算法融合分析后自动生成病害等级评估结果。针对乡村道路数量较多的小桥，采用低成本振动传感器与简易视频设备组合，每日进行一次数据采集，以满足基础监测需求。

3.2浅基础桥梁的冲刷风险监测体系

浅基础桥梁易受水流冲刷影响，因此需构建“水下探测+岸上监测”的集成体系。在桥墩周边水域按固定间距布设水下声呐设备，每月大潮汛期间开展一次全面扫描，通过声波反射形成的三维影像测定基础冲刷深度，捕捉河床表层泥沙推移的细微变化；在岸上对应桥墩位置设置液位传感器与雨量计，前者使用高频采样监测每小时水位起伏波动，后者按分钟级间隔记录降雨量。当雨量计监测到24小时内累计降雨量突破50毫米时，系统自动触发水下设备加密探测机制，将扫描频率从每月一次提升至每三天一次，以应对暴雨后水流冲刷加剧的情况。系统内置数据处理模块，可将实时获取的冲刷深度、水位每小时涨幅等动态数据与过往十年历史数据库逐点比对分析，一旦监测到冲刷深度逼近基础埋深1/3的临界值，即通过短信与平台的双重推送方式向养护部门负责人发送预警信息。

3.3危旧桥梁的全周期监测与处置联动

对存量危旧桥梁构建“监测－评估－处置”的闭环管理体系。四类桥梁在主梁、拱肋等关键承重构件表面布设应力传感器，在墩台顶部安装倾角仪，每10分钟采集一次数据，通过实时传输的应力变化曲线与倾斜角度数值，动态追踪结构稳定性变化；五类桥梁在此基础上，于桥面关键位置增设振动传感器，持续捕捉车辆荷载产生的振动频率与振幅，数据同步推送至交通管制部门，为限行吨位、通行时段调整提供量化依据。监测系统与危桥改造项目库建立联动机制，内置多级预警阈值，若连续3天监测数据超出安全范围，自动触发优先级调整程序，将桥梁信息标记为“紧急处置”状态推送至改造项目库，同时生成包含病害发展趋势、建议处置方案的辅助决策报告，推动养护单位优先落实加固或重建施工计划，实现从风险识别到工程落地的无缝衔接。

3.4技术集成的优化路径

在公路桥梁监测技术集成的实际应用中，建议进一步强化技术适配性与基层适用性的平衡。针对乡村道路桥梁网络信号不稳定的状况，可采用本地化数据存储与定期上传结合的模式，保障特殊环境下的数据完整性。推动监测设备接口标准化，统一数据格式，确保与桥梁管理系统无缝对接，降低人工干预成本，提升数据处理效率。在技术培训层面，建议加强对养护人员的专业技能培训，通过针对性实操演练，使养护人员熟练掌握不同桥型的监测重点，提升监测设备调试与数据解读能力，使其能够更高效地运用监测技术，提高工作效率与监测质量。在资金保障方面，建议建立技术集成专项经费动态调整机制，以适应监测设备维护与技术升级需求，确保资金及时到位与合理使用，保障监测系统长期稳定运行与持续改进。将监测系统的预警响应纳入应急演练制度，通过模拟桥梁结构突发变形、环境突变等各类突发事件场景，测试监测系统的反应速度与准确性，有助于验证监测技术在真实紧急情况下的实用性，确保系统在关键时刻提供及时准确的预警信息，提升桥梁应对突发事件的安全性与可靠性。

结束语

公路桥梁养护管理呈现总量大、结构类型多样的特点，通过多种技术集成构建智能化监测体系，实施分类型桥梁监测技术适配方案、强化浅基础桥梁冲刷风险监测、联动危桥全周期处置等措施，可有效提升养护管理的精准度与效率。未来，应持续优化技术应用的深度与广度，完善资金保障动态调整机制与养护人员专业培训体系，补齐部分桥梁档案资料缺口，加快危旧桥梁改造进程，依托制度建设与技术创新的深度融合，全方位保障桥梁安全稳定运行，为公路交通可持续发展提供坚实支撑。

参考文献

[1]王鹏.高速公路桥梁耐久性提升的养护技术与管理策略研究[J].运输经理世界，2025(08):133-135.

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[4]徐朝晖，沈国栋，梁柱.高速公路桥梁健康数据实时采集与综合分析平台[J].中国交通信息化，2020(05):128-130.