泸州经古蔺至金沙高速公路桥梁结构健康监测系统

项目背景

泸州经古蔺至金沙高速公路（古蔺至川黔界段）是连接四川与贵州的重要省际通道，路线起于叙古高速古蔺东互通，止于川黔省界，全长38.559公里。沿线山势险峻、桥隧比高，建设条件极为复杂。

本项目为赤水河特大桥、水落河特大桥、古蔺河特大桥三座特大桥同步建设结构健康监测系统，并实现与四川省级监测平台、交通运输部长大桥梁结构健康监测数据平台的数据对接。实施单位为四川金通工程试验检测有限公司，报告编制于2024年4月。

三座桥梁概况

古蔺河特大桥

位于泸州市古蔺县永乐镇，跨越古蔺河，为（86+160+86）米预应力混凝土连续刚构桥，左右分幅设置，桥长332米。主梁为分幅式单箱双室截面，边中跨比0.538。设计速度100km/h，荷载等级公路-I级，桥面宽度48.5米，地震动峰值加速度0.05g。

水落河特大桥

跨越古蔺河支流水落河，位于古蔺县永乐镇和龙山镇交界处，距离项目起点约10.7公里。场区山势险峻，地理位置偏远。其起点岸接龙山服务区，终点岸接路基段。采用拱桥结构，设9#、10#交界墩及1#、10#高立柱。

赤水河特大桥

大型斜拉桥结构，是本项目规模最大的监测标段。跨中桥面、两侧桥塔塔顶均布设监测点位，是山区高速公路跨越深谷的典型代表。

监测内容：17类指标全覆盖

本系统针对三座桥梁的结构特点，部署了完整的健康监测体系，涵盖以下17类监测指标：

核心传感器选型

光纤光栅应变计——应变测点的绝对主力方案，精度高、抗干扰、可远距离传输，非常适合山区桥梁现场恶劣电磁环境。相比传统振弦式传感器，光纤光栅在多测点串联布设时信号衰减更小，是本项目结构应变监测的首选。

GNSS位移监测——用于赤水河特大桥主塔偏位与主梁横向位移监测。山区峡谷环境下 GNSS 可实现厘米级实时动态定位，无需通视条件，解决了传统全站仪在峡谷间通视困难的痛点。

超声式风速仪——赤水河特大桥跨中桥面和两塔塔顶各布置1个测点，监测风速风向时程曲线，用于评估桥址区风场特性和脉动风对结构的影响。

倾角仪——用于立柱偏位和梁端转角监测，安装简便，可靠性高，适合山区拱桥高立柱和梁端变形监测场景。

磁致式/拉伸式位移计——用于梁端纵向位移监测，量程满足伸缩缝变形幅度要求，直接测量主梁与相邻引桥梁端固定点之间的距离变化。

技术亮点

光纤光栅应变计多断面布设

古蔺河特大桥在主拱边跨跨中、主跨四分点、墩顶布置12个断面共48个应变测点；赤水河特大桥在边跨跨中、主跨四分点主梁关键截面共布置9个断面、60个应变测点。光纤串联布设减少了信号线数量，降低了山区施工布线难度。

山区峡谷 GNSS 动态监测

赤水河特大桥桥址区山势险峻、峡谷深切，传统测量手段通视困难。采用 GNSS 接收机实时动态定位，在跨中桥面和两塔塔顶布设测点，实现了主塔偏位和主梁横向位移的全天候连续监测。

多源数据融合分析

系统将应变、挠度、振动、温度、风荷载、车辆荷载等多源监测数据融合分析，结合有限元模型计算结果进行结构状态评估，实现了从"单点报警"到"综合研判"的升级。

数据分析与运维服务

分析报告机制

• 每季度监测完成后1个月内，编制季度分析报告，对比有限元模型计算结果与实测数据
• 每年度监测完成后第一个月内，进行年度结构安全评估，编制结构评估报告并提出管养建议
• 特殊事件（红色预警大风、地震、船撞、重大交通事故等）前后，进行专项结构状况评估

四级结构健康度评估

系统采用 I 基本完好 / II 轻微异常 / III 中等异常 / IV 严重异常四级健康度评估体系，综合关键截面应变、主梁竖向位移、支座位移、主梁振动频率等多参数进行结构整体评价。当健康度达到 III 级及以上时，启动专家研判机制。

7×24 小时运维响应

缺陷责任期内全天候电话支持（7×24小时），一般故障24小时内现场响应，紧急故障2小时内到达现场。系统故障期间持续推送预警信息，保障桥梁运营安全。

实施总结

本项目于建设期内未发生一起安全与质量事故。三座特大桥传感器设备数量、规格型号、技术参数全部符合设计要求，安装位置正确、牢固，信号线连接外观良好。数据采集设备处于正常工作状态，机柜内布线整齐、标识清晰，接地可靠。监测数据正常接收、处理、存储、转发，各软件模块功能满足设计要求，系统达到验收条件，正式进入运维服务期。

项目实施过程中的主要挑战包括：桥址区电力和网络传输条件有限、峡谷地形施工难度大、设备运输不便等。通过前期细致调查、科学管理和工期倒排等措施，确保了工程质量和进度。