江河密布、山丘纵横：安徽桥梁监测的特殊挑战与应对

安徽地处华东腹地,长江、淮河横贯东西,新安江蜿蜒南下,境内河流密布、水系发达。全省公路桥梁总数超过5万座,其中跨江、跨河、跨高速桥梁数量庞大。随着桥梁服役年限增长和交通荷载持续加重,结构老化、疲劳损伤等问题日益显现。

2025年底,安徽省交通运输厅批复G0321德上高速、G35济广高速安徽段在役桥梁群轻量化结构监测系统试点项目,涉及桥梁130座、布设测点1182个,涵盖主梁竖向位移、梁端位移、振动、裂缝等监测项目。

2026年3月,长三角区域统一标准《公路桥梁轻量化监测技术规范》完成征求意见,由上海、江苏、浙江、安徽四省市联合制定,标志着长三角桥梁监测进入“标准化、轻量化”新阶段。

从长三角标准引领到130座桥梁集群监测项目落地,安徽正在构建覆盖“特大桥-大桥-中小桥”的多层次桥梁安全感知网络。

一、江河山丘之间:安徽桥梁监测的特殊需求

安徽的桥梁监测需求,根植于其独特的地理环境和桥梁分布特征,主要体现在三个方面。

1、江河密布,跨河桥梁数量多

安徽境内长江干流约416公里,淮河干流约430公里,新安江及其支流纵横交错。全省公路桥梁5万余座,其中跨越大江大河的特大桥、大桥数量众多。这些桥梁的桥墩长期承受水流冲刷,基础安全风险突出;通航河道上的桥梁还面临船舶撞击风险。

2、山丘纵横,地质灾害风险高

皖南和大别山区山高坡陡,强降雨天气易引发山体滑坡、泥石流等地质灾害,威胁山区桥梁安全。石台县地处皖南山区的G237国道马村社区段,山体陡峭,曾两次因山体滑坡严重阻碍道路通行。当地同步安装51个边坡位移监测预警设备,与电脑端平台实时联动,构建“监测—预警—处置”闭环管控机制。

3、桥梁“老龄化”,病害问题突出

安徽部分桥梁建设于上世纪八九十年代,服役年限超过30年,结构老化、材料性能退化问题逐步显现。桥梁的“慢变化”——裂缝从0.1mm扩展到0.3mm可能经历两年,支座缓慢滑移肉眼难以察觉——这些“慢变化”藏在巡检周期之外,正是结构退化的真实轨迹。池州秋浦河大桥自2014年通车以来,受环境侵蚀、车辆荷载等多重因素影响,桥梁结构面临损伤劣化风险。G35济广高速安徽段90座桥梁建成于2008-2016年,上部结构主要为空心板、T梁、组合箱梁等,结构状况良好但已进入需要持续监测的阶段。

二、安徽桥梁结构监测面临的三大困难

困难一:桥梁量大面广,“全覆盖”监测成本高。

安徽5万余座公路桥梁,如果每座桥都按照“大而全”的传统监测方案部署,建设成本将难以承受。传统监测系统需要在桥梁关键部位布设应变计、加速度计、位移计等多种传感器,配套数据采集设备和传输网络,单桥投入动辄数十万甚至上百万元。对于量大面广的普通国省道桥梁和农村公路桥梁,急需“低成本、广覆盖、易部署”的轻量化监测方案。长三角统一标准提出的“数据从简、设备从集、网络自组、部署从便”16字方针,正是对这一需求的精准回应。

困难二:环境复杂恶劣,“野外”监测设备易失效。

安徽跨江、跨河桥梁多位于野外,夏季高温暴晒、冬季寒冷潮湿,桥址区常年受风雨侵蚀。秋浦河大桥的监测设备需24小时不间断感知温度、湿度、风速风向、桥梁位移形变等数据。设备在野外环境下,需要具备高防护等级、宽温域工作能力,能够抵抗风振、腐蚀、温差变化等多重挑战。普通工业设备在野外恶劣环境中,寿命往往大幅缩短。

困难三:跨江跨河桥梁,“水下”监测是盲区。

桥梁水下结构——桥墩基础、承台等——是支撑桥梁安全的关键部位,但常规监测手段难以覆盖。水下结构容易发生冲刷、侵蚀、裂缝、破损、沉降等病害,同时又存在隐蔽性强、病害概率大、检测维护难等痛点。安徽境内大江大河众多,水下建筑健康诊断一直是行业难点。目前,水下检测仍依赖周期性的专业设备探摸,难以实现长期、持续的在线监测,这是桥梁监测体系中的一块“短板”。

三、桥梁结构健康监测系统的技术解法

WITBEE®万宾科技®的桥梁结构健康监测方案,针对不同环境的现实挑战,构建了从感知到预警、从数据到决策的全链条技术能力,以助力守护桥梁结构安全。

1、轻量化部署,低成本覆盖

系统采用“一体化采集”设计思路,传感器自带边缘计算能力和通信模块,直接上传数据,无需复杂的布线工程和独立的采集设备。

2、高防护等级,极端工况稳定运行

监测设备专为桥梁“户外露天、高风振、多腐蚀”复杂工况打造,集成防水、防腐、防尘、防高低温、防振动、防冲击等“九防”防护能力,防护等级达IP68,支持-40℃至80℃宽温域工作。系统内置边缘计算节点,数据在本地完成预处理和异常检测,即便通信中断,本地告警功能仍可独立运行。

3、多维度感知,全断面覆盖

虽然水下结构长期在线监测仍是行业技术难点,系统通过部署雷达水位监测仪实时感知河床水位、流速变化,评估基础冲刷风险;通过智能视觉形变仪非接触式测量桥梁挠度,减少水下传感器部署需求。同时,系统将水下定期检测数据纳入统一平台,与实时监测数据联动分析,形成“定期检测+在线监测”的双重保障。

核心能力一:微米级裂缝追踪,捕捉“看不见的扩展”

裂缝从0.1mm扩展到0.3mm可能经历两年,肉眼根本看不出区别。系统设备以微米级精度24小时追踪裂缝宽度变化,0.01mm级的扩展也能被捕捉。

核心能力二:毫米级位移感知,盯住“慢滑移”

支座位移每年几毫米,墩台沉降缓慢累积。系统在支座处部署智能移传感器,实时采集水平滑移与竖向沉降数据,精度达毫米级。

核心能力三:环境与荷载融合分析,“不只测自己,还看外界”

系统将结构数据与环境数据进行关联分析:强风时预警风振风险,暴雨时关注基础冲刷,超载车辆通行时记录冲击荷载。