概述

行业背景

桥梁是公路的重要组成部分,随着交通运输量大幅度提高,行车密度及车辆载重越来越大,跨河桥梁和高架桥梁在交通工程中的重要性与日俱增。我们发现桥梁的混凝土开裂、剥落、衰变及钢筋的锈蚀(管道灌浆不饱满普遍存在)对桥梁的损害问题非常严重。

桥梁监测的必要性

桥梁的生命过程一般包括规划与论证、设计、施工、运营管理以及养护维修等几个阶段，以往人们往往只关注设计与施工阶段，但桥梁在建造和使用过程中由于受到环境、有害物质的侵蚀，车辆、风、地震、疲劳、人为因素等作用，以及材料自身性能的不断退化，导致结构各部分在远没有达到设计年限前就产生不同程度的损伤和劣化。由于缺乏对桥梁的科学监测与管理，桥梁的健康状况信息得不到及时反馈，国内外，因桥梁的突然倒塌与破坏造成人车坠毁的重大事故屡见不鲜，不仅影响了交通还带来了巨大的经济损失。在这种情况下，人们对现代桥梁的质量和寿命才逐渐关注起来，尤其是随着桥梁分析理论、施工技术、材料性能的迅速发展，桥梁的结构越来越柔，跨度越来越大，对桥梁结构进行健康监测就显得尤为重要。

功能模块

①数据展示模块，以直观、动态的方式呈现关键指标；

②数据分析工具，深度挖掘数据价值，为决策提供科学依据。

③项目管理功能，让团队协作无缝对接，任务进度一目了然；

④报表生成系统，自动生成数据报表，提升工作效率与决策效率。

⑤API调用，轻松实现与其他系统的数据交互与功能整合；

⑥数据异常过滤机制，确保数据准确性与系统稳定性；

⑦3D功能展示，助力结构物与测点清晰呈现。

⑧手机APP与微信小程序，让您随时随地，轻松管理，享受便捷高效的云端体验。

另外，也支持个性化定制服务，为企业提供数字化转型服务。

设计原则

先进性：桥梁健康监测系统设备均选用国内外主流技术并与其发展潮流相吻合，保证系统的技术寿命及后期投资的可延续性，具有自主知识产权。
实用性：桥梁健康监测系统应力求实用可靠，操作尽量简单直观，维护方便。
通用性：桥梁健康监测系统应满足在更换部分设备时的通用性及可替换性。
集中管理：桥梁监测监测系统监控中心实施对所有前端传感器设备、物联网网关、数据采集设备及物联监测云平台进行统一集中管理。
可扩展性：桥梁监测系统从后端软件平台、服务器端及物联网网关都预留部分扩展接口，并提供级联接口，保证后期可以接入新的监测点。
易维护性：桥梁监测系统可远程自动查看每个设备的运行状态，便于及时发现故障及时处理。

设计方案

实时监测桥梁结构健康状态，评估位移、振动、应力、环境等关键参数，预警潜在风险（如裂缝扩展、索力异常、基础沉降等），为维护决策提供数据支持。

根据桥梁类型（斜拉桥、悬索桥、梁桥等）和关键风险点，选择适配传感器组合：

监测要素	传感器类型	技术原理	适用场景
裂缝/位移监测	裂缝计、分布式光纤传感器	电阻变化或光强衰减反映裂缝宽度；分布式光纤通过光信号衰减定位裂缝位置与扩展速率	桥墩混凝土表面裂缝监测、桥梁伸缩缝异常检测（精度0.01mm）
沉降监测	静力水准仪、视觉位移传感器、GNSS	静力水准仪通过液体连通管压力差测量高程变化；视觉传感器基于图像识别位移；GNSS卫星差分定位	桥墩支撑点沉降、跨中挠度监测（精度±0.1mm~±2mm）
震动监测	加速度传感器、光纤光栅传感器	压电效应/电容式原理检测振动加速度；光纤光栅通过波长偏移反映振动频率与幅值	车桥耦合振动分析、地震/风振响应监测（频率范围0.1Hz~200Hz）
倾角监测	MEMS倾角传感器、陀螺仪	MEMS微机电系统检测三维倾斜角度；陀螺仪通过角速度积分计算倾斜变化	桥塔倾斜监测、支座偏转分析（精度±0.01°）
应力监测	振弦式应变计、光纤光栅传感器	振弦频率与应变呈线性关系；光纤光栅波长偏移对应应变变化	钢梁焊缝应力集中区、混凝土结构内部微应变监测（量程±3000με）
索力监测	磁通量传感器、振弦式锚索计	磁弹效应测量缆索磁导率变化；振弦式传感器通过频率变化反算张力	斜拉桥拉索、悬索桥主缆索力监测（精度±1%FS）
荷载监测	动态称重传感器（压电式）	压电材料受车辆荷载产生电荷信号，通过电荷量计算轴重与车速	桥梁超载车辆识别、交通流量统计（精度±5%）
环境监测	气象监测仪、温湿度传感器	电容式湿度检测+热敏电阻温度测量，输出数字信号，气象计	环境温湿度对结构变形的影响分析，风荷载建模（如沿海地区跨海大桥）

其他：

超限预警 ：信息化平台中，多源数据融合（D-S证据理论）+三级阈值预警（黄色/橙色/红色)},对裂缝扩展超限、索力突变、沉降速率异常等风险事件分级报警。
视频监控 ：高清摄像头+AI分析模块，实时视频流远程查看，基于 YOLO算法实现裂缝/异物识别 ,对桥梁表面异常实时巡检（如落石、撞击痕迹）、现场状况远程可视化。