2020年12月，交通運（yùn）輸部辦公廳發了關於印發《公路長（zhǎng）大（dà）橋梁結構健康監測係統建設（shè）實施方案》通知，對全（quán）國公路（lù）400多座長大橋梁（liáng）健康監測係統實施提供了指導性（xìng）意見。公路係統長大橋梁的（de）結構（gòu）健康（kāng）監測係（xì）統的建設在逐步地推（tuī）進，將進一步推（tuī）動長大橋梁結構健康監測係統的發（fā）展。橋梁健康監測也（yě）是目前橋梁智慧化管養的一個重要措施，同時也是目前國內專家（jiā）學者研究的一個熱點問題（tí）。撓度是橋（qiáo）結構的一個關鍵參數，同時動（dòng）撓度監測（cè）也是橋梁（liáng）監測的一個難點（diǎn）問題，本文重（chóng）點介紹毫米波雷達（dá）在橋梁健康監測中（zhōng）的應用（yòng）。

橋梁（liáng）結構健（jiàn）康監測係統的最前端（duān）和最基（jī）礎的係（xì）統（tǒng）是傳感器（qì）子係（xì）統係統，橋梁評（píng）估的參數是直接（jiē）利用傳感器監測（cè）的（de）參（cān）數或經過（guò）數據處理得（dé）到（dào）的參數。因此橋梁結（jié）構健康監測係（xì）統功（gōng）能（néng）的實現與橋梁監（jiān）測（cè）參數（shù）的選（xuǎn）擇、儀（yí）器設（shè）備的（de）選型、監測傳感器（qì）與（yǔ）參（cān）數應與（yǔ）監測的（de）目的和內容相（xiàng）匹配等直接相（xiàng）關。橋梁結構健康（kāng）監測的（de）具體參數應（yīng）根據以下（xià）規定來進行確定：

· 根據橋梁運行（háng）環境、受力狀態分析、耐久性分析、風險評估結果（guǒ）、監測應用目標確（què）定（dìng）監測內（nèi）容；

· 根據（jù）橋梁結構、部件、構件的技術狀況,既有（yǒu）病（bìng）害（hài）、損傷程度、監測應用（yòng）目標,經分析確定監測內容；

· 根據技術狀況評（píng）定結果、監測應用目（mù）標確定監（jiān）測內容。根據以上橋（qiáo）梁結構健康監測參數確（què）定的相關規定，應包括橋（qiáo）梁運營環境、作用、結構響應、結構變化等。橋梁運營環境監測的主要（yào）內容（róng）包括：環（huán）境溫度、環境濕度（dù）、雨量和結冰等。橋梁作用監測（cè）的主要（yào）內容包括車輛荷載、風速及風（fēng）向、結構溫度、船舶（bó）撞（zhuàng）擊和（hé）地震等（děng）。橋梁結構響應監測的主（zhǔ）要（yào）內（nèi）容包括位移、轉角、應變、索力（lì）、支座反力、振動等。橋梁結構變化監測的主要參數包括基礎衝刷、位移、裂縫（féng）、腐蝕、預應力（lì）、斷絲、螺（luó）栓狀態及索夾滑移等（děng）。

（1）毫（háo）米波雷達的特點

根據《公路橋（qiáo）梁結構監測技術規（guī）程規程》（JT/T 1037-2022）中對懸索橋（qiáo）、斜拉橋、梁式橋及拱橋規（guī）定的（de）監測內容，主梁或拱（gǒng）橋的豎向位（wèi）移（或（huò）撓度（dù））及（jí）振（zhèn）動加速（sù）度（dù）均為必選的監測參數。因此不管（guǎn）是是對（duì）於大跨徑橋梁還是中小跨徑橋梁（liáng），橋（qiáo）梁撓度和豎向加速度監測都是關鍵的監測參數。毫米（mǐ）波雷（léi）達由於具有全天候（hòu）、非接觸、高精度（dù）、多目標和遠距離（lí）等特點（diǎn），此外橋梁動撓度時程曲線通（tōng）過微分關（guān）係可以（yǐ）很方便得（dé）到橋梁結（jié）構（gòu）的振動加速度信息，因此該（gāi）設備（bèi）不僅可以對橋梁動撓度進行高精度的（de）監測（cè），通過高頻的動撓度監測可以分（fèn）析橋（qiáo）梁結構的振動特性。 

（2）毫米波雷（léi）達監測（cè）的應（yīng）用

毫米波雷達采用線性調頻（pín）連續波、雷達幹涉測量（liàng）以及合（hé）成孔徑雷達（SAR）技（jì）術（shù）等關鍵技術，在雷達波束（shù）角範圍能實現對橋梁結構多個目（mù）標進行（háng）動撓度的精確（què）測（cè）試（shì）。通（tōng）過對橋梁結構（gòu）動撓（náo）度監測（cè）數據的在線監測（cè），可以（yǐ）實現對橋梁結構（gòu）動力特性（xìng）以（yǐ）及結構動力響應的（de）分析，可以得到橋梁結構的自振頻率、阻尼（ní）比、動（dòng）撓度（dù）振（zhèn）動幅值、衝擊係數等評（píng）估參數。在利用毫（háo）米波雷（léi）達對橋梁動撓度進行監測（cè）時（shí），需要在橋梁測試位置安裝角反射器（qì），將（jiāng）雷達監測設備（bèi）安裝（zhuāng）在位移（yí）不（bú）發生變化或變化較（jiào）小（其變形（xíng）可（kě）以忽略（luè）不計）的橋墩或橋台上。對於中小（xiǎo）跨徑橋（qiáo）梁，橋梁跨（kuà）中豎向（xiàng）撓度是橋梁結構（gòu）變形最大的關（guān）鍵（jiàn）截麵，采用毫（háo）米波雷達設（shè）備應重點監測其跨中部位的測點。對於（yú）大跨徑橋梁有時需（xū）要對沿橋梁（liáng）縱向多個測點動（dòng）撓度進行監測（cè）時，將雷達安（ān）裝（zhuāng）在橋墩或橋台相（xiàng）對固（gù）定（dìng）的位置，在主梁上沿縱（zòng）橋向布設多個角反射器，可以實現對橋梁縱橋（qiáo）向的多個（gè）測（cè）點（diǎn）進行測（cè）試。

（3）毫米波雷達撓（náo）度（dù）監測係（xì）統

毫（háo）米波雷達除（chú）具（jù）有非接觸、全天候（hòu）、高（gāo）精度、多目標、遠（yuǎn）距離等特點（diǎn）外，雷達（dá）設備還具有低功（gōng）耗的特點（diǎn），因此毫米波雷達監測（cè）係統在（zài）沒有供電（diàn）係統的（de）橋梁（liáng）可（kě）以（yǐ）采用太（tài）陽能進行（háng）供電。對橋梁動撓度進行監測（cè）時，毫米波（bō）雷達設（shè）備主機可以通過監（jiān）控中心采集控製（zhì）終端或遠（yuǎn）程進行數據的（de）采集，因此毫米波雷達（dá）監測係（xì）統可以采（cǎi）用有（yǒu）線和無線兩種（zhǒng）方式進行網絡的架構設（shè）計。毫米波雷達（dá）直接使用4G DTU進行傳輸（shū），無需（xū）通（tōng）過工控機進行數據采集，組（zǔ）網簡（jiǎn）單（dān）、解決（jué）現場傳輸困難問題（tí）。對於集群化中小跨徑橋（qiáo）梁結構撓度監測，通過分布（bù）式無線組網的方式進行橋梁撓度監測（cè）係統的布（bù）設。采用分布（bù）式無（wú）線組（zǔ）網模式，毫米波雷達將實時采集（jí）的撓度（dù）信號通過4G模塊傳輸至4G基站（zhàn），通過基（jī）站將數據上傳至雲平（píng）台（tái）。此（cǐ）外多（duō）台雷達監測設（shè）備可以通（tōng）過串口模塊+4G路（lù）由+供電（diàn）模（mó）塊的（de）組網（wǎng）模式（shì），將（jiāng）采集（jí）數據通（tōng）過4G基（jī）站上傳至雲（yún）平台。在雲平台建立毫米（mǐ）波雷達的（de）雷聯網（wǎng），雷聯網（wǎng）為用戶提供（gòng）雷達動位移監測和數據（jù）分（fèn）析服務，並（bìng）能實現向第三方平台（tái）的（de）推（tuī）送服務。

中（zhōng）交（jiāo）路橋（qiáo）科（kē）技依托勘察、檢測（含特檢）、設計等傳統行業能力，可提供“檢、診（zhěn）、修、應（yīng）”的全（quán）生命周期綜合一（yī）體化服（fú）務，推動城市安全風險管理技術創（chuàng）新、模式創新（xīn）、應（yīng）用創新，提升城市安全運行風（fēng）險（xiǎn）隱患發現、防（fáng）範、化解、管控的智能化水平，為推動（dòng）城市安全發展提供堅（jiān）實保障（zhàng）。在邁（mài）向（xiàng）智（zhì）慧（huì）城（chéng）市（shì）的（de）新時（shí）代征程中，中交路橋科技有限（xiàn）公司將始終堅（jiān）守安全底線，不斷完善和（hé）優（yōu）化城市安全運行綜（zōng）合服務平台，為城（chéng）市的（de）平穩運（yùn）行貢（gòng）獻科技力量。