一、高速橋梁監測背景

國內現狀：隨著我國交通基礎設施的快速發展，高速橋梁已成為連接城市和區域的重要紐帶。據統計，截止2023年底，我國高速公路總里程已達18.36萬公里，高速公路橋梁的數量為368727座，??高速橋梁數量眾多，形態各異，包括懸索橋、斜拉橋、拱橋等多種類型。這些橋梁在促進經濟發展和改善交通條件方面發揮了重要作用。

在高速鐵路橋梁中，梁式橋是常見的類型?。梁式橋的主要承重構件是梁體，受力特點為主梁受彎，適用于中小跨徑的橋梁。梁式橋包括T梁橋和箱梁橋等多種類型。這些橋梁在促進經濟發展和改善交通條件方面發揮了重要作用。

T梁橋：T梁橋是一種常見的預應力混凝土橋梁結構，適用于中等跨度。T梁橋由多個T形截面的梁組成，具有施工簡便、成本較低的優點。

箱梁橋：箱梁橋是一種封閉的箱形截面橋梁結構，適用于大跨度和高荷載要求的橋梁。箱梁橋具有較高的剛度和抗扭性能，適用于各種復雜的環境條件。

危險性： 高速橋梁由于長期承受車輛荷載、風荷載、溫度變化等多重因素的影響，容易出現結構損傷和老化問題。這些問題如果不及時發現和處理，可能會導致嚴重的安全事故，如橋梁坍塌，給人民生命財產帶來巨大損失。

監測的必要性： 為了確保高速橋梁的安全運營，進行安全監測是不可少的。通過實時監測橋梁的各項指標，可以及時發現潛在的安全隱患，采取相應的維護措施，延長橋梁的使用壽命，保障交通安全。

二、相關規范

《公路橋梁結構監測技術規范》(JT/T 1037-2022)

《公路橋梁施工監控技術規程》（JTG/T 3650-01-2022）

《公路橋梁養護技術規范》（JTG H11-2004）

《公路橋梁承載能力檢測評定規程》（JTG/T J21-2011）

《公路橋梁技術狀況評定標準》（JTG/T H21-2011）

《公路橋梁加固設計規范》（JTG/T J22-2008）

《北京市公路橋梁養護管理辦法》

《上海市公路橋梁養護管理實施細則》

三、監測內容

1、監測內容

高速公路橋梁結構監測參考《公路橋梁結構監測技術規范》(JT/T 1037-2022)、《公路橋梁施工監控技術規程》（JTG/T 3650-01-2022）等規范。

考慮高速公路中小型橋梁結構監測安裝的經濟性、便利性，初步監測內容為：

橋梁傾斜：監測橋梁在不同荷載作用下的傾斜角度，以評估橋梁的穩定性。

橋梁振動：監測橋梁在車輛通行、風荷載等作用下的振動特性，以評估橋梁的動力響應。

若監測中出現橋梁傾斜、振動異常情況下，可增加位移、應變、裂縫等多手段監測，如下表1。

表1 梁式橋使用期間結構監測

2、測點布設

關鍵部位：在橋梁的關鍵部位布設測點，如橋墩頂部、橋塔、主梁、支座等。

均勻分布：測點應均勻分布在橋梁的不同位置，確保數據的全面性和代表性。

易損部位：重點關注易發生損傷的部位，如裂縫、銹蝕等。

四、 監測設備選型

1、系統介紹

①傾角加速度傳感器

用于監測橋梁的傾斜角度及振動加速度，傾斜角度反映橋梁傾斜狀態、振動加速度反映橋梁的動力響應。具有高精度和穩定性。

②數據采集與傳輸系統

數據采集器：實時采集各個傳感器的數據，并進行初步處理。

無線傳輸模塊：通過無線網絡將數據傳輸到監控中心，實現遠程監測。

③監控中心軟件平臺

數據處理與分析：對采集到的數據進行處理和分析，生成監測報告。

預警系統：設置預警閾值，當監測數據超出正常范圍時，自動發出警報。

展示：通過數據圖表等方式，直觀展示橋梁的狀態。

2、橋梁輕量化安全監測設備介紹

根據高速橋梁現場情況，武漢中地恒達科技有限公司開發出了適用于各種工況的高速橋梁輕量化安全監測設備。

3、設備特點

1）一體機和分體機多種組合，適用于各種工況；

2）設備精度高、集成度高、穩定性好，安裝便捷；

3）傳感、采集、供電、上傳一體化；

4）低功耗，1h/次數據，設備可工作3年；

5）可通過傾角或加速度觸發加密采集；

6）設備自帶存儲，不間斷采集，斷網可續傳；

7）采用NTP高精度網絡授時，采集上傳無時差，上傳數據區分顯示采集時間和上傳時間，方便分析現場網絡情況；

8）設備采集上傳數據類型：設備ID、物聯網卡號、傾斜和加速度數據、采集時間、上傳時間、設備電壓等；

9）可遠程配置，遠程查看設備狀態，遠程升級；

10）數據可同時上傳多個IP，支持多種協議對接。

五、總結

高速橋梁作為重要的交通基礎設施，傾斜振動監測是確保橋梁安全運營的重要手段。通過遵循國家和行業規范，合理布設監測點，采用監測設備和技術手段，可以有效提升橋梁的安全管理水平。實時監測橋梁的傾斜和振動等關鍵指標，能夠及時發現潛在的安全隱患，為橋梁的維護和管理提供科學依據，從而保障人民群眾的生命財產安全，促進交通運輸事業的可持續發展。