一、高速桥梁监测背景

国内现状：随着我国交通基础设施的快速发展，高速桥梁已成为连接城市和区域的重要纽带。据统计，截止2023年底，我国高速公路总里程已达18.36万公里，高速公路桥梁的数量为368727座，??高速桥梁数量众多，形态各异，包括悬索桥、斜拉桥、拱桥等多种类型。这些桥梁在促进经济发展和改善交通条件方面发挥了重要作用。

在高速铁路桥梁中，梁式桥是常见的类型?。梁式桥的主要承重构件是梁体，受力特点为主梁受弯，适用于中小跨径的桥梁。梁式桥包括T梁桥和箱梁桥等多种类型。这些桥梁在促进经济发展和改善交通条件方面发挥了重要作用。

T梁桥：T梁桥是一种常见的预应力混凝土桥梁结构，适用于中等跨度。T梁桥由多个T形截面的梁组成，具有施工简便、成本较低的优点。

箱梁桥：箱梁桥是一种封闭的箱形截面桥梁结构，适用于大跨度和高荷载要求的桥梁。箱梁桥具有较高的刚度和抗扭性能，适用于各种复杂的环境条件。

危险性： 高速桥梁由于长期承受车辆荷载、风荷载、温度变化等多重因素的影响，容易出现结构损伤和老化问题。这些问题如果不及时发现和处理，可能会导致严重的安全事故，如桥梁坍塌，给人民生命财产带来巨大损失。

监测的必要性： 为了确保高速桥梁的安全运营，进行安全监测是不可少的。通过实时监测桥梁的各项指标，可以及时发现潜在的安全隐患，采取相应的维护措施，延长桥梁的使用寿命，保障交通安全。

二、相关规范

《公路桥梁结构监测技术规范》(JT/T 1037-2022)

《公路桥梁施工监控技术规程》（JTG/T 3650-01-2022）

《公路桥梁养护技术规范》（JTG H11-2004）

《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTG/T J21-2011）

《公路桥梁技术状况评定标准》（JTG/T H21-2011）

《公路桥梁加固设计规范》（JTG/T J22-2008）

《北京市公路桥梁养护管理办法》

《上海市公路桥梁养护管理实施细则》

三、监测内容

1、监测内容

高速公路桥梁结构监测参考《公路桥梁结构监测技术规范》(JT/T 1037-2022)、《公路桥梁施工监控技术规程》（JTG/T 3650-01-2022）等规范。

考虑高速公路中小型桥梁结构监测安装的经济性、便利性，初步监测内容为：

桥梁倾斜：监测桥梁在不同荷载作用下的倾斜角度，以评估桥梁的稳定性。

桥梁振动：监测桥梁在车辆通行、风荷载等作用下的振动特性，以评估桥梁的动力响应。

若监测中出现桥梁倾斜、振动异常情况下，可增加位移、应变、裂缝等多手段监测，如下表1。

表1 梁式桥使用期间结构监测

2、测点布设

关键部位：在桥梁的关键部位布设测点，如桥墩顶部、桥塔、主梁、支座等。

均匀分布：测点应均匀分布在桥梁的不同位置，确保数据的全面性和代表性。

易损部位：重点关注易发生损伤的部位，如裂缝、锈蚀等。

四、 监测设备选型

1、系统介绍

①倾角加速度传感器

用于监测桥梁的倾斜角度及振动加速度，倾斜角度反映桥梁倾斜状态、振动加速度反映桥梁的动力响应。具有高精度和稳定性。

②数据采集与传输系统

数据采集器：实时采集各个传感器的数据，并进行初步处理。

无线传输模块：通过无线网络将数据传输到监控中心，实现远程监测。

③监控中心软件平台

数据处理与分析：对采集到的数据进行处理和分析，生成监测报告。

预警系统：设置预警阈值，当监测数据超出正常范围时，自动发出警报。

展示：通过数据图表等方式，直观展示桥梁的状态。

2、桥梁轻量化安全监测设备介绍

根据高速桥梁现场情况，武汉中地恒达科技有限公司开发出了适用于各种工况的高速桥梁轻量化安全监测设备。

3、设备特点

1）一体机和分体机多种组合，适用于各种工况；

2）设备精度高、集成度高、稳定性好，安装便捷；

3）传感、采集、供电、上传一体化；

4）低功耗，1h/次数据，设备可工作3年；

5）可通过倾角或加速度触发加密采集；

6）设备自带存储，不间断采集，断网可续传；

7）采用NTP高精度网络授时，采集上传无时差，上传数据区分显示采集时间和上传时间，方便分析现场网络情况；

8）设备采集上传数据类型：设备ID、物联网卡号、倾斜和加速度数据、采集时间、上传时间、设备电压等；

9）可远程配置，远程查看设备状态，远程升级；

10）数据可同时上传多个IP，支持多种协议对接。

五、总结

高速桥梁作为重要的交通基础设施，倾斜振动监测是确保桥梁安全运营的重要手段。通过遵循国家和行业规范，合理布设监测点，采用监测设备和技术手段，可以有效提升桥梁的安全管理水平。实时监测桥梁的倾斜和振动等关键指标，能够及时发现潜在的安全隐患，为桥梁的维护和管理提供科学依据，从而保障人民群众的生命财产安全，促进交通运输事业的可持续发展。