一、监测现状

桥梁工程长期暴露在野外环境中，工作环境恶劣，不仅受到环境灾害的威胁，还受到交通车辆的重复荷载以及风雪、温度的活荷载作用，在服役期间极易产生疲劳损伤和环境腐蚀，使桥梁结构在运营期间的工作性能下降，老化和退化现象明显，直接影响结构的运营质量、结构安全和使用寿命。由于桥梁结构遭受的损伤和侵蚀具有显著的空间变异性和时变性，导致结构的损伤和破坏追踪困难，给桥梁结构的健康状态的评估带来新的挑战，获取桥梁结构真实受力、变形、环境信息等参数成为重要难点之一。近二十年来，我国修建了大量的桥梁工程项目，其中有许多大跨度、重荷载的连续梁桥、钢拱桥、斜拉桥和悬索桥等，桥梁的建设位置甚至位于艰险的高山峡谷和跨江跨海区域，采用传统的人工监测或者被动健康监测技术已不现实，发展智能化、远程无线化的监测技术成为目前重要的研究方向。

在传统的桥梁结构设计和健康监测系统中，往往是在桥梁结构在建设完成后间断性地对桥梁进行全面监测，这种监测数据通常不能反映结构的承载力和变形历史，监测数据属于离线的、静态的和被动的结果。为了实时、连续地提供桥梁结构的内力、变形演变，识别机构的损伤位置和损伤程度，赋予桥梁具有智能运营功能，实现结构服役性能、可靠性和耐久性的智能感知，达到提高桥梁安全性、降低运营维护费用的目的，同时也可以在特殊气象环境、地质灾害和桥梁结构物理力学参数严重超标时及时提供诊断结果和发出预警信息。

二、岩联技术桥梁自动化智能健康监测系统

基于当前桥梁人工间断式监测的不足以及现实对自动化监测的需求，岩联技术基于信息化和智能化的计算机技术、网络技术、信息处理技术、传感器技术，开发桥梁自动化智能健康监测系统，能够实现桥梁结构监测的自动、连续和实时探测、反馈、诊断、建议和输出。

岩联技术桥梁自动化智能健康监测系统由感知端（传感器）、采传端（智能采集基站）、云端（云平台）所组成。

2.1感知端、采传端（硬件系统）

划分为硬件系统和软件系统，硬件设备主要是传感器系统以及数据采集系统，其中硬件部分包括主梁挠度监测设备、风力风向监测设备、环境温度监测设备、结构温度监测设备、振动监测设备、动态交通荷载监测、结构应变监测设备、整体位移监测设备、腐蚀监测设备、动力特性监测设备等，分布式传感器系统能够将监测点的温度、湿度、应力、索力、倾角等信息转换为电信号，经过信号放大后，电信号传输至数据采集卡中，经过模数转换变换为数字信号，以便于后续的信号处理和分析。

2.2云端（软件系统）

软件系统主要包括数据分析系统、健康预警系统、数据管理系统和无线远程遥控系统，岩联技术将之集成至监测云平台中，数据采集系统中的数字信号经过预处理后，在专用的分析软件终端进行处理、存储和数据分析，当出现参数异常时激活健康预警系统发出警报信息，原数据以及处理后的海量数据经过网络加密传输至数据管理系统，实现数据的挖掘、分析、搜索和展示，并可通过云服务器上传至云端，实现数据的永久保留，在数据的采集和传输中还可以借助移动互联网技术、物联网技术，实现传感器与数据网络服务器的连接和控制，可以实现全球范围内的远程监测。

云平台

APP端

工程管理

桥梁监测模型管理：桥梁三维模型导入和展示，监测数据关联三维模型，实时动态显示，数据查验更直观。

数据管理：监测数据方便查看、快捷管理，内容涵盖包括并不限于记录值、变化量、变化速率等相关数据，并生成数据动态图及趋势图做展示记录；系统自带自动生成报告功能，一键生成工程监测日报、周报等相关报告，同时提供包括监测数据、动态图及趋势预告等相关内容。

预报警管理：24小时全方位警情预控，电话、短信、邮件多途径及时预警通知，警情处理进度一目了然，管理便捷。

三、岩联技术桥梁自动化智能健康监测系统工作流程

3.1监测指标确定及外场监测传感器布设和组网

依据桥梁结构特点，确定需监测的关键构件及关键部位，从而形成能总体反映桥梁状态的指标体系。由监测指标的特点，选择适合系统需要的满足量程、精度和使用条件的传感器，并进行安装、组网和数据采集。

3.2监测数据采集与传输

桥梁监测数据采集通过智能采集终端与传感器组网采集，监测数据传输由无线信号传输组网完成。现场数据采集站由多个数据采集模块组成，模块硬件高度集成化，以确保桥梁监测数据采集的稳定性、耐久性和高精度。

3.3桥梁监测云平台数据解算、分析、展示

桥梁监测数据的原始结构数据，包括环境温湿度，风力信息等环境数据、桥梁应变、振动和挠度等桥梁数据等，经过物联网技术和无线信号传输技术，将数据回传后台服务器，后台信息化平台对数据进行汇总、解算、比较和分析，从而通过数据解析评估出桥梁的健康实时状态。

3.4桥梁安全预警系统

为了能清晰表达桥梁安全状态，系统将安全预警划分成 3 个等级：预警、报警、控制，每个等级代表桥梁不同的健康状态。系统通过监测桥梁的各项参数，结合桥梁的基本属性信息，实时将监测到的桥梁安全状态推送至相关人员。系统给出了各个预警等级的下阈值，预警阈值并非固定不变，系统通过分析桥梁既往一段时间的应力应变和挠度等信息，给出对应推荐值，也可通过专家计算设置。

四、工程案例

重庆某地桥梁自动化健康监测：

重庆某拱桥运营年限已久，材料老化严重，承载交通流量大，健康状况不佳。通过现场踏勘依据以下原则确定监测内容及监测点位：

（1）结构主要振型中振幅较大位置；

（2）结构变形的主控制点；

（3）桥梁跨中等位置最大应力分布及变化的位置或构件；

（4）桥梁沉降或倾斜可对桥梁整体结构产生较大影响的点位。

监测内容：应力应变、沉降、倾斜、裂缝、振动加速度。