县乡道公路桥梁健康监测与维护策略分析

牛爱国，宋良友

（1.广饶县交通运输局，山东 东营 257300；2.山东聚佰源市政工程有限公司，山东 东营 257300）

0 引言

受建设时期、设计水平、施工质量等因素的影响，我国部分县乡道公路桥梁存在安全隐患。在此背景下，确保县乡道公路桥梁安全运行已成为当务之急。公路桥梁健康监测作为一种评估公路桥梁性能和及时发现潜在隐患的有效手段，通过实时监测公路桥梁力学响应、变形、裂缝等指标，为工作人员的维护工作提供科学依据。因此，深入研究桥梁健康监测技术及其在县乡道公路桥梁中的应用，具有重要的理论和实践意义。

1 县乡道公路桥梁现状分析

我国县乡道公路桥梁在长期使用和日常维护中逐渐显现出一系列挑战。

第一，部分地区县乡道公路桥梁的数量相对匮乏，供需失衡，导致交通便捷性不足，制约经济发展。

第二，历史原因及区域发展不均衡使得部分老旧县乡道公路桥梁的建设和维修工作滞后，存在一些安全隐患。

第三，县乡道公路桥梁建设与维护的投入相对不足。由于县乡地区经济相对欠发达，财力有限，对于公路桥梁的建设和维护投入不足，导致部分桥梁老化严重，难以满足日益增长的交通流量需求。此外，在优先投入资金时，县乡地区更多考虑基础设施建设，如水电、通信等，从而使得公路桥梁投入相对不足，进而制约公路桥梁建设的进一步发展。

第四，县乡道公路桥梁的设计水平有待提高。受限于条件和技术水平的制约，部分县乡地区的公路桥梁设计存在一定瑕疵，在崎岖的山区地带，复杂的地形和不安定的地质条件使得公路桥梁建设面临艰巨的挑战，设计的不合理会导致部分桥梁承载能力不足、抗震性能较弱，从而限制交通运输的安全性与高效性。

第五，县乡道公路桥梁的维护管理不足。由于经费紧张、管理体系滞后等原因，部分县乡地区的公路桥梁维护工作难以落实。缺乏定期巡查与保养，使得桥梁病害难以及时发现并修复，从而加剧公路桥梁的损毁程度。

另外，针对部分交通运输压力较大的县乡道公路桥梁，缺乏有效的交通管控措施与维护设施，导致交通事故发生的风险上升。

2 县乡道公路桥梁健康监测方法与应用

2.1 监测技术概述

现今，监测技术被广泛应用，其中包括传统监测方法与现代智能监测系统两大类别。传统监测方法主要涵盖人工巡检、测斜仪、附体式应变计等，然而，传统监测方法在操作便利性及数据采集全面性方面存在不足，导致其应用领域日渐受限。

相较于传统监测方式，现代智能监测系统具有自动化、全天候、多参数、高精度等优势，可全方位实时监控县乡道公路桥梁的结构状况、荷载动态及环境变化等多方面信息。

其中，振动传感器、动应变传感器、变形传感器等在公路桥梁结构监测领域扮演着举足轻重的角色；压力传感器、温度传感器等用于荷载与环境监测；图像识别技术与雷达测距技术用于公路桥梁结构缺陷的监测与分析[1]。

此外，为更好地应对公路桥梁健康监测的工作需求，还面临着大数据分析和云平台应用的挑战。伴随物联网科技的飞速进步，利用大数据分析和云平台应用，全面剖析与高效管理县乡道公路桥梁的健康监测数据，可以实现风险预警与精准预测，并为相关部门提供有力的决策依据。

2.2 设备与技术选择

首先，可以应用非接触式检测技术，如激光测距仪、测振仪精准获取公路桥梁的结构形变与振动数据，进而评估其健康状况。此外，该类设备具备高精度与高灵敏度的优势，对微小变化灵敏响应，能够提前发现潜在隐患，防止事故发生。

其次，应采用无损检测技术，例如超声波检测、磁粉检测等，在不对公路桥梁结构造成损害的前提下，该技术能够精准地深度剖析和评估材料内部的瑕疵、裂纹等。通过对公路桥梁的表层及内部材料实施全面、深入的无损检测，有望及时发掘潜在的结构隐患，进而采取针对性的修复与加固措施[2]。

最后，为全方位掌握县乡道公路桥梁健康状况，还可以应用传感器技术。在关键部位安装传感器，便能实时监测公路桥梁的荷载、变形、温度等关键指标，迅速分析和评估县乡道公路桥梁健康状况。如此，管理者能够及时采取相应措施，进行科学合理的维护与管理，降低安全风险[3]。

2.3 监测数据的处理与分析

通过合理处置与深入剖析监测数据，方能全面洞悉公路桥梁健康状况，迅速察觉潜在问题，进而采取相应修复措施。

第一，监测数据的处理是对原始测量数据进行整理、筛选和校正的过程。在数据的整理阶段，应对监测所得的各种参数数据进行分类、归档，构建完整的数据库，为后续分析与比较奠定基础。数据的筛选目标是摒除异常值和误差数据，确保监测数据的精准性与可靠性。而在校正数据环节，要依据公路桥梁结构性能的理论依据及实际运行状况，对特定因素如温度、湿度等进行修正。

第二，监测数据的分析是对处理后的数据进行统计、评估和预测的过程。通过洞察数据精髓，可以充分掌握公路桥梁的动态演变法则和长期运行态势，为后续评估和预测奠定坚实基础。评估数据源于公路桥梁设计规范与评估标准，对监测数据进行定性与定量分析，旨在审视公路桥梁结构安全与功能完备，以及是否存在待修复或加固等情况。预测数据是依托数学模型与计算技巧，立足历史数据及监测趋势，预见公路桥梁未来健康走势与维护需求，从而提前规划维护方案。

第三，在处理和分析监测数据的过程中，充分应用现代科技手段与工具。例如，计算机辅助设计软件有助于数据的处理与分析，构建模型、仿真试验，真实再现公路桥梁在各异荷载及环境条件下的变形状况。同时，依托信息化技术，远程监测与云平台得以实时监控公路桥梁健康状况，对异常情况及时发出预警并采取相应措施[4]。

2.4 监测成果的应用

首先，在日常运营维护方面，监测成果的应用可以提供桥梁的实时状态数据和健康状况评估。通过敏锐地捕捉公路桥梁的结构信息、应力分布、振动等数据，能够迅速发现其中存在的潜在问题和隐患，并及时发出预警，制定预防措施。该做法有助于提前进行修复和维护工作，规避事故风险[5]。

其次，监测成果的应用为县乡道公路桥梁设计、施工及养护提供科学依据与技术指导。通过深入剖析和精炼处理监测数据，得以评估公路桥梁的寿命与性能，为设计与施工阶段提供切实可行的指导，降低结构瑕疵及质量隐患。此外，监测成果还有助于制定公路桥梁养护维修策略，合理筹划养护资金投入，提升养护工作的效率及精确度。

最后，在公路桥梁管理和运营领域，应用监测成果为相关部门提供决策依据与资源调度的支撑。通过长期分析监测数据变化趋势及维修记录，可制定出科学的管理策略，实现运营成本的优化及资源利用率的提升。此外，监测成果还为相关部门提供数据依据，助力申请经费与项目资助，进一步推动县乡道公路桥梁建设及维护的改进与发展[6]。

3 县乡道公路桥梁维护策略分析

3.1 基于健康监测数据的维护策略

针对县乡道公路桥梁结构老化问题，可以借助健康监测数据精准评估其使用寿命与强度状况。根据数据分析成果，制订定期维护计划，针对性地修复潜在问题，从而延长公路桥梁的使用寿命。同时，可以加大日常巡查力度，根据监测数据的变化，灵活调整修复方案，确保公路桥梁安全稳定。

针对垮塌与裂缝等问题，健康监测数据的分析可以提供强有力的依据。通过对数据的深入挖掘，评估公路桥梁的承载能力和结构稳定性，并据此制定出相应的维护策略。针对垮塌问题，采取增设支撑、加固桥墩等方法进行修缮；针对裂缝问题，则可通过填充材料加以修复。同时，应用先进技术手段，如无损检测技术和激光扫描技术进行全面检测，以确保维修成效的可靠性与有效性[7]。

县乡道公路桥梁的健康监测数据的应用范畴广泛，可以预测未来维护需求。通过深入分析历史数据，可以揭示公路桥梁维护保养的周期性与规律性。据此，因地制宜，制订适当的维护计划，使维修与保养工作得以定期开展，确保县乡道公路桥梁在使用过程中避免出现严重问题，为县乡道的顺畅通行保驾护航[8]。

3.2 加强预防性维护与主动性维护

在县乡道公路桥梁维护策略中，预防性维护与主动性维护两大策略至关重要。预防性维护倡导的是在公路桥梁受损之前，定期予以检修与保养，以确保其恒久安全稳定地运行。而主动性维护则是在公路桥梁出现破损或故障时，迅速采取针对性的修复和恢复措施。

其一，预防性维护是实施公路桥梁管理的重要手段之一。通过定期巡查与检测，捕捉公路桥梁潜在的危险和隐患。相关部门应规划设计出科学合理的巡查路线，涵盖公路桥梁结构的细微之处、分类评估以及性能监测等内容。定期进行结构安全评估和荷载测试有助于更加精准评估公路桥梁的负载能力，从而及时开展必要的维修加固工作。除此之外，还需密切关注公路桥梁周边积水、雨水系统及沉积物的清理，防止水患和污染对公路桥梁造成侵蚀。

其二，主动性维护的核心在于迅速响应和高效处理县乡道公路桥梁的受损事件。相关部门应构建完善的应急预案和突发事件处理机制，确保在公路桥梁遭遇紧急状况时能够迅速采取措施进行维修和保护。例如，当公路桥梁遭受自然灾害、事故或其他突发事件的侵害时，立即调动人力、物力和技术力量开展紧急修复工作，以尽快恢复通行。主动性维护也注重动态监测和追踪管理，通过应用传感器设备等先进科技手段，实时监测公路桥梁状况和变化，迅速发现并解决潜在问题[9]。

3.3 构建完善的公路桥梁信息化管理系统

公路桥梁信息化管理系统是一个集健康监测、数据分析、维修管理、安全评估等功能于一体的综合性管理平台。通过该系统，可以实现对县乡道公路桥梁全面、实时、准确的监测和管理，提高维护的效率和针对性。

具体而言，首先，通过安装传感器、摄像头等监测设备实时监测公路桥梁的结构状态、环境参数等信息，及时发现潜在的安全隐患。其次，利用物联网、大数据等技术对监测数据进行深度分析和挖掘，为维护工作提供科学依据。再次，数据分析与决策支持是公路桥梁信息化管理系统的关键。通过对监测数据的分析，可以评估公路桥梁的安全状况，预测未来的发展趋势，为决策提供支持。最后，公路桥梁信息化管理系统还应具备安全评估与预警功能。通过对监测数据的综合分析，可以评估公路桥梁的安全状况，及时发现潜在的安全隐患，并采取相应的措施进行预警和处置[10]。

3.4 维护资源的优化配置

在人员配置方面，首先需要确保县乡道公路桥梁维护团队具备专业的技术能力和丰富的实践经验。同时，针对不同类型和规模的公路桥梁，合理配置维护人员，确保人力资源的高效利用。此外，还可以通过定期培训和技能提升，提高维护人员的专业素养和应对突发情况的能力。

在设备配置方面，应根据公路桥梁的实际情况和维护需求，选择合适的维护设备和工具，确保设备的先进性和实用性。同时，定期对设备进行检查和维护，确保其处于良好状态，以提高维护工作的效率和质量。

在经费配置方面，应根据公路桥梁的实际情况和维护需求，合理制订预算计划，确保经费的充足供应。同时，加强经费的监管和使用，避免浪费和挪用，确保经费的合理使用[11]。

4 结语

总之，县乡道公路桥梁健康监测与维护是保障安全运行、促进交通运输事业发展的基础工作。通过加强健康监测、制定合理的维护策略可以有效提高县乡道公路桥梁的健康状况，为我国交通运输事业的发展提供有力支持。未来，随着科技的不断进步和交通运输事业的快速发展，县乡道公路桥梁健康监测与维护将面临更加严峻的挑战，只有紧紧抓住公路桥梁健康监测与维护这个关键环节，积极探索新的技术和管理方法，才能不断提高县乡道公路桥梁的健康水平。