万宾科技城市生命线应用场景（结构篇） | 桥梁结构健康监测系统

在现代城市中，桥梁不仅是连接两岸的纽带，更是城市生命线的重要组成部分。然而，随着时间的推移、交通流量的增长以及环境因素的影响，桥梁面临着各种各样的挑战和风险。随着“新基建”战略的深入推进，智能化技术正逐渐成为城市基础设施安全管理的关键。特别是在桥梁安全管理领域，城市生命监测系统以其先进的技术手段，正为桥梁结构健康提供着全方位的守护。

一、桥梁结构健康监测的定义与意义

1、定义

桥梁结构健康监测(Bridge Structural Health Monitoring, BSHM)是一种通过安装在桥梁上的各种传感器，对桥梁的物理状态和性能进行连续或定期监控的技术。这一过程涉及采集、处理、分析结构响应数据，包括但不限于振动频率、模态形状、应变、位移、温度、湿度、裂缝宽度等参数，以评估桥梁的当前健康状况及预测其未来的性能。BSHM系统通常由传感器网络、数据采集单元、通信模块、数据分析系统组成，共同构成一个综合监测平台。

2、意义

安全性增强：通过实时监测，可以及时发现桥梁结构的潜在缺陷或损伤，如混凝土开裂、钢材腐蚀、支座失效等，从而提前采取修复措施，防止事故的发生，保障行人和车辆的安全。

延长使用寿命：定期的健康监测有助于了解桥梁的服役状态，通过科学的维护策略，可以有效延长桥梁的使用寿命，减少因结构老化导致的频繁大修或重建。

优化维护策略：BSHM系统提供的数据可以用于构建桥梁的健康档案，基于实际监测结果制定合理的维护计划，实现按需维护而非定期检查，节约维护成本，提高工作效率。

灾害预警：在地震、洪水、台风等自然灾害发生时，BSHM系统能够迅速反应，评估桥梁的受损情况，为紧急救援和灾后重建提供重要信息。

二、桥梁结构健康监测的关键技术

1、传感器技术：

利用设置在桥梁关键部位的智能监测仪器，如智能结构诊断器、GNSS监测一体机、智能视觉形变仪、多功能气象站等，实时监测桥梁的位移、沉降、倾斜、加速度、振幅、频率、索力、温湿度、动态平衡和人体舒适度等关键参数为后续的数据分析和评估提供原始数据。

2、数据采集与传输技术：

数据采集系统负责将传感器捕捉到的信号转化为数字信息，以便于存储和分析，通过4G/5G无线传输技术或有线网络，将这些数据传输到中心控制系统或远程监控平台。

3、数据处理与分析技术：

对采集到的数据进行预处理、特征提取和模式识别，分析桥梁结构的健康状况，识别潜在的损伤或异常。

4、结构评估与预警技术：

对监测数据进行分析和处理，识别桥梁结构的异常和潜在问题，在发现异常情况时，及时发出预警信号，提醒管理人员采取必要的维护和修复措施。

城市生命线工程的推进为桥梁结构健康监测技术提供了强大的发展动力。以5G、大数据、云计算为代表的新一代信息技术，正推动着桥梁监测技术的革新。实时监测、数据传输、智能分析等环节的效率得到了显著提升，为桥梁安全提供了更加坚实的保障。