瑞利光测：桥梁结构健康监测解决方案，超高速光纤光栅解调筑牢安全防线

一、项目背景与挑战

在交通基础设施领域，桥梁作为关键枢纽，长期承受车辆荷载、环境侵蚀等多重作用，结构健康监测至关重要。城市跨江大桥全长1.2公里，主桥为双塔斜拉式结构，日均通行量超5万辆。传统监测手段存在测点覆盖不足、数据滞后、抗干扰能力弱等问题，难以实时捕捉桥梁结构的微小变形与潜在隐患。

二、光纤光栅传感器创新布设

图1 传感器安装

瑞利光测为该桥梁量身定制光纤光栅（FBG）应变与振动复合监测方案，采用“关键部位密集布点+全桥链路覆盖”策略：

主梁与索塔监测：在主梁腹板、底板及索塔根部等应力集中区域，以2米间隔粘贴光纤光栅应变传感器，单根光纤串联25个测点，形成连续监测链。

斜拉索健康追踪：对全桥128根斜拉索采用表面封装式传感器，每个索体中部及锚具端各布设1个测点，实时监测索力变化与振动频率。

三、高速解调系统与智能分析

项目搭载瑞利光测新一代FGI高速光纤光栅解调仪，构建全桥实时监测网络：

多通道同步采集：支持4通道并行工作，单通道采样率最高达400kHz，可同步采集全桥500+测点数据，实现桥梁振动模态、应变分布的毫秒级动态监测。

抗干扰与高精度：采用硬件级时钟同步技术，通道间延迟误差＜50纳秒，在强电磁环境（如桥下电气化铁路）中仍能保持数据同步性与稳定性。

图2 桥梁主梁应变实时监测云图

四、项目应用成效

该监测系统投入运行一年以来，实现对桥梁结构的全方位守护：

数据完整性：累计采集数据超10TB，有效数据率达99.8%，完整记录桥梁在荷载、温变、极端天气下的响应特征。

隐患预警能力：成功识别并预警2次主梁局部疲劳裂纹发展、5次斜拉索索力异常衰减，为桥梁维修加固提供精准依据，避免因结构病害导致的交通中断与安全事故。

五、技术价值与行业展望

瑞利光测的桥梁结构健康监测方案，以光纤光栅技术为核心，融合多通道高速采集、智能数据分析与实时预警能力，为交通基础设施安全管理提供了创新范式。