随着交通基础设施建设前所未有的高速发展，中国桥梁建设取得了巨大成就，我国已成为世界上桥梁规模最大、发展最快的国家，建成了许多世界级的桥梁。面对数量庞大的公路桥梁，如何做到安全隐患早发现、早排除，保障在役桥梁的运营安全、严防重特大交通安全事故发生、防止人民群众的生命财产损失，成为各地交通运输主管部门面临的重要问题。
2020年5月，虎门大桥涡振事件给全国桥梁安全防护敲响警钟，行业主管部门在加强对过往车辆监管的同时，也充分意识到桥梁健康监测等运维管理信息化系统的重要性。
2020年12月28日，《交通运输部关于进一步提升公路桥梁安全耐久水平的意见》(交公路发〔2020〕127号)颁布。意见提出，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,公路桥梁建设养护管理水平进入世界前列，公路桥梁结构健康监测系统全面建立，安全风险防控体系基本完善，标准化、智能化水平全面提升。2021年3月1日，交通运输部印发《公路长大桥梁结构健康监测系统建设实施方案》(交办公路〔2021〕21号)，提出力争2023年12月底前,完成各单桥系统构建、监测平台和数据平台建设，联调成网试运行。2022年6月1日，《交通运输部办公厅关于进一步做好公路长大桥梁结构健康监测系统建设实施工作的通知》(交办公路函〔2022〕825号)发布,进一步确定了在役公路长大桥梁结构健康监测系统建设清单。
桥梁结构健康监测技术作为一种服务于桥梁管理养护的信息化手段，契合“新基建”，契合桥梁管养高质量发展的要求，其全面落地将成为“十四五”及未来一段时期公路新型基础设施建设的重要抓手。
健康监测亟待拓面
多年来，桥梁运营的安全状况一直是公众特别关注的问题。2007年8月，湖南凤凰县堤溪沱江大桥突然垮塌，导致64人死亡；2010年7月，洛阳栾川汤营大桥整体垮塌，导致52人死亡，18人失踪；2010年8月，宝成铁路德阳至广汉间石亭江大桥被洪水冲垮；2020年5月，虎门大桥发生涡振。以上事故和异常不断发生敲响了桥梁安全运行的警钟。到2021年底，我国已建成公路桥梁96.11万座，其中特大桥7417座，大桥13.45万座。根据2020年交通运输部部长政策咨询委员会调研结果数据，据不完全统计我国已构建桥梁健康监测系统的桥梁约460余座，主要应用于特大跨径桥梁，目前我国大桥的桥梁健康监测系统的覆盖率不足1%。由于我国桥梁现代化建设起步时间较晚，因此大部分桥梁处于“青壮年”时期，但随着桥梁服役年限的不断增长、结构工作性能的不断退化，以及超负荷运营的普遍存在，必然面临安全隐患不可知和不可控的问题。
桥梁健康监测系统作为桥梁管理养护信息化、数字化、智能化的重要技术工具，在关键时刻发挥数据支撑、预警评估、科学决策的重要作用，可为桥梁应急处置、管养决策等提供指导依据。其主要作用：一是实时感知、及时报警。实时感知获取桥梁运营环境、桥梁结构响应或桥面交通所处状况，对强风、地震、船撞等偶然荷载及超重车辆作用，以及桥梁运营异常状况和结构异常响应，进行及时报警，针对桥梁发生特殊事件构建应急管理及报警体系，保障桥梁安全。二是综合评估、指导养护。综合利用实时监测信息和人工巡检结果，通过专项专业分析把握桥梁结构的主要性能指标和特性，进而评估、评定、评价桥梁结构使用状况、工作性能和发展趋势、变化规律，实现科学化、专业化、标准化和信息化的桥梁主动预防管理和养护，维持桥梁使用性能，延长桥梁使用寿命。三是数字档案、反哺提升。秉持全寿命周期监管养护理念，建立全过程信息化、数字化桥梁档案，解决“数据孤岛、数据壁垒”问题；体现数据要素，发挥数据赋能，开展深层次、专业性的数据分析和理论研究，验证、反哺、提升桥梁科学研究、理论方法、设计建设、管理养护的科学技术水平。
综上，桥梁健康监测系统是实现桥梁管养从碎片式到系统性、从粗放型到精细化、从被动接受到主动预防、从传统经验到数据支撑的转变和升级的重要技术手段，是桥梁管养理念由“治危”向“治未”的转变。为此，建立、健全、完善桥梁结构健康监测系统显得尤为必要和迫切。
高水平应用尚存瓶颈
自上个世纪90年代起，随着一大批跨江跨海跨峡谷的大型桥梁相继建成，桥梁健康监测系统建设也取得了一定成绩，江阴长江大桥、港珠澳大桥、东海大桥、杭州湾跨海大桥、苏通大桥、西堠门大桥、金塘大桥、南京四桥、嘉绍大桥、清水河大桥、虎门二桥等一批大型桥梁建设了健康监测系统。据不完全统计，其中主跨在300m以上的桥梁150多座，在服务桥梁各类应急管理决策、结构安全评估和助力桥梁智能管养等方面发挥重要作用。桥梁健康监测系统基本能够实现既定的功能，满足桥梁管理和养护的需求。但同时，在实际建设应用中存在以下问题：
一是重视程度不足,系统建设滞后。目前我国桥梁监测系统的建设尚处于起步期,大量的大型桥梁特别是跨江跨海跨峡谷的重要桥梁尚未构建监测系统,中小跨径桥梁监测系统建设更少。与建设期主体工程建设相比，服务于运营期的监测系统重视程度不够，实际中应用的比例偏低、建设滞后。不少桥梁虽建立了监测系统,但规模、标准差异导致监测参数不准确、不全面，很多系统的建设理念停留在“设备安装工程”这一层面，相应发挥的功效也就有限。
二是管养机构分散，存在数据孤岛。由于桥梁管理事权划分等多方面原因，导致我国的桥梁管养较为分散。政府还贷高速公路项目的桥梁管养在各省高速公路管理公司，经营性高速公路项目的桥梁管养分散在各个项目管理公司，普通公路桥梁管养在各省市的公路局，公路局又下沉到各市县区的公路局管养。且桥梁均在公路线路关键位置，地点分散，给桥梁的系统管养和监测带来了较多的不便，部分已经构建的监测系统，多以单桥为主，缺乏有效的桥群监管平台，各桥存在“数据孤岛、数据壁垒”问题，不能充分发挥桥梁监测系统集群集约式、平台化数据管理和资源共享的优势。
三是资金投入不足，专业人员缺乏。虽然桥梁养护的经费投入不断增加，但是“重建轻养”问题依然存在，特别是近几年新建的桥梁尚未进入衰变期，桥梁养护投入不足，健康监测系统更是得不到足够的重视。相对交通基础设施四大机电系统运营端的资金投入，监测系统普遍存在常规资金投入不足的问题。桥梁健康监测作为多学科交叉的融合集成技术，需要桥梁工程、机电工程、软件工程、信息工程、网络工程、数据处理等多个学科的专业人才，对从业人员综合专业素质要求较高，而目前专业从事该行业的人员总体偏少、配置偏弱，各省市普遍缺乏具备综合性能力强、系统化提供解决方案和评估决策服务的高水准专业队伍和人才。
多措并举推动全面落地
交通运输部按照“试点先行、统一标准、分级建设、联网运行”的总体思路，指导开展了全国长大桥梁结构健康监测系统建设实施。目前已经完成了全国10个省份11座试点桥梁的建设工作，形成了良好的示范效应；出台了《公路桥梁结构监测技术规范》，对单桥系统的设计、实施、运维提供了统一标准；依托技术支持单位，对全国长大桥梁健康监测系统建设进行全过程跟踪指导，2022年单桥系统已经进入全面建设期。下一步，应多措并举，有序推进公路桥梁结构健康监测系统建设全面落地，进一步提升公路桥梁结构监测和安全保障能力。
一是加强科学谋划，继续推进部省平台及单桥系统建设。加快推进部省平台建设，建立统一的部省平台建设指南，指导省级平台建设，同步推进部级平台建设，明确数据接入内容，选择优势省份开展省级平台与单桥系统的联通接入、省级平台与部级平台的联网互动。按照既定时间要求有序动态推进各地桥梁健康监测单桥系统建设的落地实施，确保建设目标的保质保量按计划完成。
二是强化资金保障。桥梁结构健康监测作为公路网的短板领域，为进一步发挥车购税的引领和带动作用，建议安排车购税专项支出予以支持，实现高速公路和普通公路桥梁结构健康监测系统中央投资的全覆盖，并制定差异化的补助标准。对于有资金来源的高速公路项目，建议建设资金以收费公路车辆通行费中列支为主、部级补助为辅，适当降低中央投资补助标准；省级交通运输主管部门督促收费公路运营管理单位，从车辆通行费收入中列支专项资金；而对于资金短缺问题突出的普通国省干线公路项目，为保障建设有序推进，按照“省负总责，部省共担”原则，适当提高中央投资补助标准，地方应积极筹措资金，及时申请预算，保障系统建设。
三是加强技术指导及工作督导。依托技术支持单位，持续对单桥系统、部省平台建设进行技术指导和全过程跟踪，健全技术指导、咨询、调研等工作机制，对建设中的项目要建立抽查督导模式，对全国遇到的典型问题建立专家议事模式。各省（区、市）交通运输主管部门在此基础上，建立交通运输部门统一管理、责权明晰的分级监管机制，严格落实公路桥梁运行管养单位主体责任，加强对建设工作的跟踪、督察、指导和评估，确保系统建设落地，完成规划目标。
四是建立长效机制。监测系统建设完成后运管单位要确保系统后续维护资金投入力度，依据技术规范、运营规范等要求，加强监测系统设施检查和日常维护和更新，避免因出现维护不足导致设施损坏、闲置的情况。持续完善公路桥梁安全运行长期监测体系，加强监测系统软硬件维护、监测数据分析挖掘、专项专题研究等工作，将监测工作融入长大桥梁日常养护管理工作中，确保监测系统长期、稳定、可靠、高效运行，充分发挥监测系统数据价值，持续提升公路桥梁监测系统韧性和服役性能，切实保障长大桥梁运行安全。
本文刊载 / 《大桥养护与运营》杂志 2023年 第2期 总第22期
作者 / 李颖 王宇 王庆珍
作者单位 / 交通运输部规划研究院、重庆市交通局
