“一桥飞架南北,天堑变通途。”而今,新世纪的一座座大桥,早已遍布祖国山河,天堑从此变通途。实际上,现代化的桥梁早就超越了单纯的通勤功能,已成为我国驱动区域发展的核心动脉与经济引擎。
它们大幅缩短时空距离,降低物流成本,强力催化经济一体化格局。它们不仅是保障社会民生、强化应急救灾能力的生命线,更是国家交通网络与战略安全的基石。
那么,这些桥梁是否存在健康风险?它们的健康安全谁来监测?
交通运输部公路科学研究院李鹏飞博士带领的桥梁服役健康与风险防控团队,奋战在科研一线,日日夜夜为桥梁健康安全保驾护航。他们立足于桥梁结构长期服役安全,多年从事服役桥梁性能评估与防灾减灾等工作,在桥梁服役健康监测技术、桥梁有效预应力测试方法和桥梁抗洪能力方面取得了多项重大成果,提高了我国公路桥梁的智慧感知和状态评估水平。
构建“从点到线再到面”的智能传感检测体系
公路桥梁的状态监测目前仍然是以“测点”为单位,测量范围有限且离散性较大,无法准确捕捉桥梁服役状态。
李鹏飞团队聚焦光纤传感器、分布式薄膜传感器、结构动力响应加速度传感器等新型智能传感器,提出了公路桥梁安全服役和健康监测由点到线再到面的传感指标体系,建立了监测特征指标间的映射关系,构建了新型智能监测特征提取技术。
他们研究了不同应用场景下智能传感器选型、测点选取、测网布设方式,建立了公路基础设施智能多维感知技术体系,分析了公路基础设施不同场景下的响应特征,提出了正常服役和极端条件下的传感器自唤醒机制,降低了传感系统功耗和数据冗余,提升了智能传感系统的适应性。团队还针对公路基础设施监测传感器种类多、数量大、应用对象广,感知数据多源海量的特点,联合武汉理工大学团队构建了“先精选,后清洗”并具备质量自反馈机制的数据处理方法,保证了数据质量,提升了处理效率。另外,他们还提出了基于数据处理技术的传感系统智能自补偿、自修正方法,大大提升了传感数据质量。团队提出的表征单一时间单元内结构服役状态的感知数据封装技术,实现了感知数据与特征指标快速换算。
这些智能传感器配套技术已在全国30座公路桥梁上进行了示范应用,涉及广东、四川、广西、山东等多个省份。智能传感系统的应用让桥梁管养从以往的经验模式转变为数据驱动模式,全力保障了服役结构的运营安全。
为公路桥梁钢束应力测试难题提供新解决方案
随着我国桥梁数量的日益增长,我国桥梁建设已由“以建为主”转入“建养并举”新时代。桥梁服役性能退化会不可避免地诱发预应力损失,进而导致桥梁有效预应力储备不足,而既有有效预应力检测方法很难同时满足无损检测和精度保障。
基于这一背景,李鹏飞团队在广泛调研基础上,从金属材料测试中获得灵感,首次引入了X射线衍射法测试有效应力的技术方案,其技术原理是:通过X射线衍射峰位置变化推算测量钢材晶面间距,反算应力水平。
在确定思路之后,李鹏飞带领团队第一时间在交通部公路交通试验场,通过试验方法对X射线应力测试技术进行了验证分析,通过拉力机的“双盲”测试试验,验证了该方法在应力测试场景的技术可行性,并依次确定了预应力钢绞线最优打磨工艺、最优电解工艺、最优表面处理工艺,对X射线法测试预应力钢绞线应力公式进行了修正,并在工程中进行了适用性验证。
为了解决既有X射线测试装置设备体积大、调试速度慢、测试角度受限等问题,团队联合应力测试单位研发了便携式方案和四脚式方案两套工装,搭配微型测距仪,形成适用于桥梁结构现场的DX-4001型X射线法测试装置。研发的“StOnline在线应力检测软件”可对测试条件进行可视化处理,自动开展测试过程和生成测试报告。他们还对研发设备在X射线应力测试过程中的实时辐射强度进行了全方位测试,表明全时段辐射周围剂量当量率不大于1Sv/h,满足《低能射线装置放射防护标准》规定。
该项技术已在全国50余座桥梁上进行示范应用,相关成果授权专利2项,发表论文3篇,包含此项技术在内的集成成果获得了中国公路建设行业协会科技进步一等奖。
积极推动汛期公路桥梁抗洪能力可视化管养方案落地
近年来,桥梁水毁事故频发,特别是每年“七下八上”的汛期时段,桥梁作为公路组网的咽喉节点,其安全运营是保障人民群众安全的重要基础。
为全面加强桥梁汛期安全保障,李鹏飞团队根据交通运输部公路灾害隐患排查的相关文件要求,积极推进涉水桥梁的防洪标识设置工作。通过在桥梁上设置防洪标识,可以指导现场工程养护人员直观判断桥梁是否经历超过桥梁设计频率的洪水,快速判定桥梁洪水风险,并制定相应的安全管养措施。
为进一步服务桥梁标识设置工作,今年4月至8月,李鹏飞带领团队多次奔赴广东地区,开展了高速公路涉水桥梁防洪水尺设置工作。根据不同地区的水文特点,团队提出了涉水桥梁现状河道勘察的工作方案和桥梁防洪水位的计算方法,并给出了按照轻重缓急程度分为优先设置、暂缓设置和不建议设置的三项设置原则。工作内容包括桥梁筛选、桥梁/河道现场勘测、水文条件分析、防洪水尺计算、计算书编制等内容,有效指导了养护单位的现场防洪标识安装工作。
防洪标识的设置不仅直接保障了人民生命财产安全,更是“人民至上、生命至上”理念在交通运输领域的具体实践,同时也为应对日益频发的极端天气事件、保障道路交通安全提供了至关重要的基础保障。
http://www.kepu.gov.cn/news/2025-09/16/content_401606.html
编辑:萧培 审编:益申合
1、凡本网来源注明“中国公益网”(域名CHINAGONGYI.COM.CN)的所有文章和图片作品,版权均属于中国公益网,未经本网授权,任何单位及个人不得转载、摘编或以其它方式使用上述作品。已经本网授权使用新闻稿件和图片作品的,应在授权范围内使用,并注明“来源:中国公益网”。违反上述声明者,本网将追究其相关法律责任。
2、凡本网注明 “来源:XXX(非中国公益网CHINAGONGYI.COM.CN)”的文章和图片作品,系我方转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。
3、如因新闻稿件和图片作品的内容、版权和其它问题需要同本网联系的,请在15个工作日内告知我方。
4、联系电话:400-8059-268 电子邮件:chinaqnlm@vip.qq.com