桥梁结构健康监测一年10个亿的“小”市场

  近期，ITS114在进行日常的招投标数据统计时，发觉一个细分市场今年表现不错，而这一市场是最近两年因为政策才发展起来的，随着我们国家从交通大国转向交通强国建设，相信这一细分市场未来将会慢慢地发展完善，其市场特点将会是一个细水长流、可持续。这一市场就是公路、隧道等公路重点部位的“，目前还有陕西一个省级项目（7000万）还在招投标流程中，全年市场规模有望到10亿。

  这一市场是怎么形成的？首先桥隧结构监测一直都有需求，但因为此前技术能力和投入水平的限制，智能化水平较低，数据分析主要靠人工，平台化应用较少，未形成体系。但进入十四五之后，随着政策加码，这一市场有了新的发展。

  2020年，交通运输部发布《关于逐步提升公路桥梁安全耐久水平的意见》（交公路发[2020]127号）明白准确地提出，到2025年跨江跨海跨峡谷等特殊桥梁结构健康监测系统全面建立，到2035年公路桥梁结构健康监测系统全面建立的工作目标。构建长大桥梁结构健康监测系统也是推动交通运输领域新型基础设施建设的重要举措，是提升精准感知、精确分析、精细管理的重要载体。

  2021年3月，交通运输部办公厅印发了《公路长大桥梁结构健康监测系统建设实施方案》，部署在“十四五”期开展跨江跨海跨峡谷等长大桥梁结构健康监测系统建设，确定河北、辽宁、江苏等10个省份的11座在役公路桥梁作为系统建设试点，按照“一桥一策”制定了试点桥梁系统建设具体方案，2022年基本完成了所有试点项目的验收工作，同步修订完成了《公路桥梁结构监测技术规范》，达到了“试点先行、统一标准”的目的。

  2022年10月，交通运输部发布《关于开展在役干线公路基础设施与安全应急数字化试点工作》的通知，明白准确地提出快速推进在役干线公路基础设施（公路、桥梁、隧道等）与安全应急数字化，利用一年左右时间，重点在基础设施数字化、智能养护、安全与应急等三个领域先期开展试点。

  可以将桥梁结构监测视为交通基础设施数字化的重要组成部分，也是《国家综合立体交通网规划纲要》提出我国交通基础设施2035年要实现90%数字化率的重要部分，加上我国是桥梁大国，这一市场值得关注。

  《公路长大桥梁结构健康监测系统建设实施方案》中提出，“试点先行、统一标准、分级建设、联网运行”的工作方针，将公路在役和在建单孔跨径500米以上的悬索桥、单孔跨径300米以上的斜拉桥、单孔跨径160米以上的梁桥和单孔跨径200米以上的拱桥纳入实施范围，构建单桥系统、省级监测平台和部级数据平台三级架构的全国统一标准长大桥梁结构健康监测体系，实现长大桥梁结构状况实时监测、数据自动采集分析、结构状态评估等功能，为桥梁养护管理工作提供科学支撑。

  目前已知在省级层面出台相应规划的，只有河南，根据《河南省公路长大桥梁结构健康监测系统建设实施方案》，河南要在2022年底前完成部长大桥梁目录6座高速公路和1座普通公路桥梁单桥系统构建，2023年8月底前完成部长大桥梁目录内剩余2座高速公路桥梁和3座高速公路重点桥梁的单桥系统构建。2023年8月底前建成省级监测平台。2023年10月底前完成部省数据对接，并联调成网运行，同步开展网络安全性、稳定性、可靠性测试及特殊事件演练等。实现结构状况实时监测、数据自动采集分析、结构状况评估等功能，为桥梁日常运行和养护管理工作提供支撑。

  根据目前了解的资料，结构监测内容最重要的包含温湿度（桥址区环境温湿度、主梁内温湿度）、车辆荷载（所有车道车重、轴重、轴数、车速、车流量、车辆空间分布视频图像）、风速风向（桥面风速风向）、结构温度（主梁温度）、地震（桥墩底部加速度）、位移（主梁竖向位移、墩顶位移）、应变（主梁关键截面应变）、振动（主梁纵横竖向振动加速度）、裂缝（混凝土结构裂缝）、桥墩沉降（桥墩竖向位移）等，这些功能也就需要相应的传感设备来实现感知。

  有了这些传感器所采集到的数据，就需要将数据来进行分析，单项分析以及综合分析。比如针对公路长大桥梁尤其是大跨径缆索承重桥梁，拟定的专项数据分析包括以下9个模块（该部分材料出自《长大桥梁集群式、平台化的监管之路》）：

  基于桥面或塔顶所布设的风速仪数据，进行专项分析获取风场相关参数，为桥面交通通行和相关分析计算提供依据和支撑。风场专项分析主要是获取平均风速、风向、风攻角、湍流度、阵风因子、风功率谱及风玫瑰图等。

  分析桥梁受地震作用结构的瞬时响应，如主梁竖向位移、主梁纵向位移、塔顶偏位、支座位移、主梁与斜拉索振动加速度等，从而分析评估结构受地震影响状况和结构快速恢复水平。

  对主梁涡振进行实时报警，自动计算显示涡振时RMS值、锁定频率、振幅、持时等重要参数以及对应风场环境参数等信息，支持数据回放反演，并自动出具报告报表。

  依据桥面动态荷载监测数据，获取自然车流及重载车辆行驶信息，可通过监测点实测响应数值与影响线加载自动获取的对应量值进行比值计算，静力分析评估反馈结构工作状况、性能。

  通过索振加速度计，即可实时获取索体振动加速度数据，也可通过傅里叶变换获取基频，进而结合索力系数求得索力值。拉索或吊索在大桥运营过程中，索力会发生变化，此外受风、雨、雪、冰等作用影响可能会发生异常振动，影响其安全性、耐久性。因此有必要加强对索体振动的监测及数据分析，掌握其受力、振动状况，为其管养提供依据。

  动力特性包括结构的自振频率、振型、阻尼比，该模块通过布设于桥上的各测点加速度计，自动分析计算获取结构动力特性。

  根据各监测项的属性和关联度，将两参数或多参数进行相关分析，判断和评估其相互影响作用情况。如主梁挠度与温度的相关性、梁端纵向位移与温度的相关性、拉索振动与风场参数的相关性等等，可以更为全面掌握结构的性能及特点。

  该模块主要从空间维度对某些监测参数进行比对，观其分布和发展规律。如各索索力分布情况、主梁裂纹分布发展状况、各挠度测点变化分布、梁端左右幅位移一致性分布情况，等等。

  其功能主要从时间维度对某些特性、参数做多元化的分析，看其发展趋势、变化规律，主要针对结构缓变性质参数，重在反映其耐久性。

  服务于应急管理，为本系统平台一项重要功能，通过结构监测模块，并基于所设定的超限阈值，对结构运营环境、作用及安全状态的重大变化进行报警，提供报警信息、信号(声光报警)，推送报警信息提醒养护人员关注结构运营安全状况，并自动进行健康度评估，提供应急措施建议。

  为保证系统的扩展性和兼容性，依据现行规范，利用统一的数据标准、接口及报送管理制度等成套体系，完成系统平台的数据资源合理规划和设计，以解决平台下各单桥系统“异主、异构、异地”的问题，确保数据交互高效、稳定和安全。

  要么好看，要么好用，最好是又好看又好用——2023道路交互与通行安全产品展观后感返回搜狐，查看更加多