桥梁安全监测实验平台

近年来，我国桥梁发展取得了历史性成就。桥梁承载着极其重要的经济和社会功能，其安全运行及长期性能更是受到社会和业界的高度关注。随着桥梁服役年限的延长，加之环境侵蚀作用、荷载长期效应等因素影响，不可避免地导致桥梁结构劣化、材料老化、性能退化，极端情况下的耦合作用可能引起突发性灾害事故，桥梁养护管理压力凸显。作为当前桥梁结构安全服役性能有效监管的信息化、数字化、智能化技术手段和工具，安全监测系统具有对桥梁所处环境和所受作用、结构响应和结构变化的各相关参数进行连续监测、自动记录、数据显示、报警评估的功能，发挥着重要的数据支撑、专业评估和科学研判的功能与作用。为研发并测试桥梁安全监测系统综合性能，清华大学合肥公共安全研究院城市生命线安全研究中心建设了桥梁安全监测实验平台。

该平台构建了国内首个全场景桥梁安全监测实验体系，拥有全国体量最大的桥梁结构实体模型集群。由钢箱梁、混凝土连续梁、大跨斜拉等6类典型桥型组成的环形实验场，配备7吨级动态加载系统，可实现车辆连续通行条件下的动静力耦合加载。平台部署140余台高精度传感器，集成光纤光栅、MEMS加速度计、倾角仪等多类型监测设备，构建覆盖结构应力、位移、振动、环境温湿度等32类参数的立体化监测网络。通过自主研发的桥梁健康监测云平台，实现实验数据实时采集、智能分析与预警联动。

平台具备23类桥梁典型病害场景模拟能力，包括桥墩不均匀沉降（最大模拟量±50mm）、铰缝失效单板受力、拉索断裂（断裂力达1200kN）、主梁倾覆等极限工况。通过与合肥市白石天河桥等实桥监测数据的对比验证，平台已建立基于应变-倾角-模态参数的多指标预警模型，开发出桥梁结构安全评估系统，实现病害识别准确率92%以上。目前已为长三角地区18座重点桥梁提供监测设备认证服务，支撑建立桥梁全生命周期健康档案，显著提升了我国桥梁安全监管的数字化水平。

图1 合肥市白石天河桥实景及实验模型

图2 桥梁安全监测实验平台—俯瞰图 图3 桥梁安全监测实验平台—独塔斜拉桥

图4 实桥原型与平台桥梁模型监测对比—报警阈值优化研究

思政元素

桥梁安全监测作为基础设施安全管理的关键环节，不仅是基础设施安全的保障，更是社会经济稳定、应急响应能力和国家战略安全的关键环节。桥梁安全监测可保障关键基础设施安全，守住了公共安全和国家安全的红线，桥梁是交通的命脉，桥梁坍塌或损害，可能导致区域性交通瘫痪，影响物资运输、军事调动和民生供应；重要货运桥梁的故障可能阻断能源或粮食运输，引发供应链危机；跨国境桥梁涉及国际物流和地缘政治稳定，其安全直接关联国家经济外交。

因此，在当前复杂的国际国内环境下，强化桥梁安全监测体系建设，是提升国家风险抵御能力、保障长治久安的战略选择。