守护江河之上的“交通脊梁”:桥梁结构健康监测的江苏实践

桥梁是交通网络的咽喉,其安全运营直接关系公众出行与经济发展。“十三五”期间,交通运输部推动全国千余座长大桥梁结构健康监测系统建设完毕,实现三级联网,建设成就举世瞩目。2024年4月,交通运输部《关于进一步推动公路桥梁隧道结构监测系统工作实施方案》明确远景目标:到2030年实现国道普通桥梁和高速桥梁监测系统全覆盖。据估算,这项任务涉及的高速、国道、省道桥梁总数高达50.9万座,一场关乎基础设施安全与智慧化转型的宏大工程正在全国铺开。在此背景下,江苏作为桥梁大省,古桥文化底蕴深厚、现代桥梁数量庞大,率先探索从“试点先行”走向“规模化实施”的路径。

一、古桥遗存与现代路网:江苏桥梁监测的双重使命

江苏地处水网密布的长三角地区,自古就有“小桥流水人家”的水乡风貌,桥梁文化源远流长。苏州是古桥梁类地名文化遗产最多的城市,黎里古镇至今保留着12座始建于南宋至清代的古石桥,其中8座保存完好;吴县境内的古桥从民国时期的967座锐减至90年代初的14座,现存古桥已成为珍贵的历史文化遗产。这些古桥历经数百年风雨,石材风化、结构松动问题日益凸显,亟需科学监测手段评估其安全状态。

与此同时,江苏现代公路桥梁建设规模持续扩大。312国道常州段新建主路高架桥长达12公里,上下匝道桥14座、枢纽互通匝道桥9座、地面辅路桥梁8座。徐州2026年计划对59座普通国省道桥梁实施健康监测系统建设。连云港初步计划对37座桥梁进行结构监测、20座桥梁视频监控、1座桥梁设置船舶碰撞预警系统。江苏省地名文化遗产中,古桥梁类占比近18%,古桥保护与现代桥梁安全运营的双重使命交织在一起,使江苏成为全国桥梁监测需求最为迫切的省份之一。

江苏桥梁监测的必要性集中体现在三个方面:

1.古桥保护,文化遗产不容有失。

2.现代桥梁量大面广,安全风险不容忽视。

3.政策目标明确,规模化建设迫在眉睫。

二、江苏桥梁监测2026年现状:从试点走向规模化

2026年,江苏桥梁结构健康监测进入“规模化实施”新阶段,各市项目密集落地,呈现出“标准引领、集群覆盖、轻量化为主”的鲜明特征。

1.技术标准先行,轻量化监测成为主流

《桥梁轻量化监测系统建设规范》(DB32/T4987-2024)已在江苏推广应用,明确针对中小跨径桥梁只需监测关键参数——主梁挠度、结构应变、桥墩加速度、结构裂缝、支座移位、图像抓拍。常州312国道项目严格按此规范建设9座桥梁轻量化健康监测系统,徐州59座桥梁同样采用轻量化监测方案。

2.项目规模化落地,建设进度清晰

常州:312国道横林至湖塘东段工程9座桥梁轻量化监测系统项目招标,要求合同签订后2个月内完成系统软硬件部署。徐州:2026年普通国省道桥梁结构监测项目共涉及59座桥梁,分3个标段实施,利用省养护专项资金。连云港:2026年普通国省道公路桥梁健康监测勘察设计项目启动,初步计划37座结构监测、20座视频监控、1座船舶碰撞预警。

3.从“病害导向”到“风险导向”的实践探索

江苏在桥梁轻量化监测方面积累了丰富经验。最早提出“病害导向”概念——针对已发现问题的桥梁(如支座位移异常、裂缝扩展等)进行针对性监测。2024年广东梅大高速和陕西柞水事故后,行业更加重视风险监测和灾后报警,江苏在数字化转型项目中逐步探索“风险导向型”监测方案。常州312国道项目涵盖主梁挠度、结构应变、桥墩加速度、支座移位、图像抓拍等,兼顾病害跟踪与风险预警双重功能。

4.行业挑战与应对

随着监测系统大规模建设,基层业主面临“系统寿命如何保障”“配套资金如何筹措”“长期运维如何落实”等现实问题。江苏省内部分先行地区已出现“数据到决策最后一公里”的卡点——积累了大量监测数据,却未能有效转化为养护决策依据。2025年底,有些省份出现了灾害报警系统误报频发的问题。江苏在设计阶段即强调“监测系统必须接入省中心桥梁结构监测平台”,确保数据统一汇聚和标准化管理。从常州9座到徐州59座,从病害跟踪到风险预警,江苏正在为全国桥梁监测规模化建设探索可复制、可推广的“江苏经验”。

三、桥梁结构健康监测系统

WITBEE®万宾科技®的桥梁结构健康监测系统集智慧传感器、数据采集与分析技术于一体的智能化系统。通过在桥梁关键部位部署智能传感器,24小时不间断采集位移、沉降、倾斜、加速度、振幅、频率、索力、温湿度等参数,实现从“人工巡检”到“智能感知”的跨越。

能力一:微米级裂缝追踪,捕捉“看不见的扩展”。

系统传感器以微米级精度24小时追踪裂缝宽度变化,0.01mm级的扩展也能被捕捉。系统将数据汇聚成变化曲线,当扩展速率突然加快时自动推送预警。

能力二:毫米级位移感知,盯住“慢滑移”。

系统传感器部署到对应桥梁关键节点后,实时采集水平滑移与竖向沉降数据,精度达毫米级。当位移累计超过5mm/年或变化速率异常加快时,系统自动预警。

能力三:振动与动力特性监测,捕捉“结构异常”。

系统在桥墩、主梁关键截面部署智能加速度监测仪,实时感知结构振动频率和振幅。当振动频率出现异常偏移或振幅突然增大时,可能指向支座老化、构件松动或外部撞击冲击。对于跨铁路、跨高速桥梁,车辆通行产生的冲击荷载被持续记录,为疲劳寿命评估提供数据支撑。

能力四:视觉形变测量,“不用爬上去也能测”。

系统的智能监测设备智能视觉形变仪采用人工智能图像算法,非接触式测量桥梁挠度,监测距离0-100m,精度达±0.2mm。设备无需在桥梁结构上安装传感器,避免了高空作业风险,适用于高墩、索塔等难以布设接触式传感器的部位。

能力五:环境与荷载融合分析,“不只测自己,还看外界”。

系统部署多功能气象站监测风速风向、温湿度、降雨量等参数。将结构数据与环境数据进行关联分析。

能力六:极端环境适配,设备“扛得住”数据“不掉线”。

系统监测设备专为桥梁“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。设备采用超低功耗设计,内置大容量电池,支持3-5年免维护运行。