高速公路桥梁作为交通网络的关键节点，其安全状况直接关乎交通运输的顺畅与公众出行的安全。随着我国交通事业的飞速发展，高速公路里程不断增长，桥梁建设规模日益扩大，结构形式也愈发复杂多样。
一方面，交通流量的持续增长，特别是重载车辆的频繁通行，给高速公路桥梁带来了巨大的荷载压力。长期处于这种高强度的受力状态下，桥梁结构容易出现疲劳损伤、裂缝扩展等问题，进而影响其结构性能与安全稳定性。例如，某些重载运输频繁的路段，桥梁的关键受力部位出现早期病害的概率明显增加。
另一方面，自然环境因素对桥梁的侵蚀和破坏作用也不容小觑。风雨、雷电、洪水、地震等自然灾害，以及温度变化、湿度影响、化学腐蚀等环境作用，会使桥梁材料性能逐渐劣化，加速结构的老化与损坏。如沿海地区的桥梁，受海风氯离子侵蚀，钢筋容易锈蚀，降低桥梁结构的耐久性。
为了及时发现桥梁结构的潜在安全隐患，保障高速公路的安全畅通，高速公路桥梁监测至关重要。通过实时、全面地监测桥梁的结构响应、环境参数等关键指标，能够准确评估桥梁的健康状况，预测结构性能的演变趋势，为桥梁的养护、维修与加固决策提供科学依据，确保桥梁在全寿命周期内安全可靠地运行。
一、结构外观检查
混凝土结构：仔细查看混凝土表面是否存在裂缝，对裂缝的长度、宽度、走向进行详细记录，分析裂缝产生原因，判断其对结构安全性的影响程度。观察混凝土有无剥落情况，明确剥落区域的大小、深度，评估其对结构耐久性的危害。检查混凝土是否有蜂窝麻面现象，统计蜂窝麻面的分布范围，这可能影响混凝土的密实性与承载能力。留意混凝土表面是否有露筋问题，查看钢筋锈蚀程度，钢筋锈蚀会削弱其力学性能，威胁桥梁结构安全。
钢结构：检查钢结构表面涂层是否有破损，破损会使钢材直接暴露在外界环境中，加速锈蚀。查看钢结构连接部位的螺栓是否松动，螺栓松动会降低结构连接的可靠性，影响整体稳定性。观察焊缝是否有开裂情况，焊缝是钢结构受力传递的关键部位，焊缝开裂严重影响结构强度。
附属设施：检查桥梁栏杆是否变形、损坏，栏杆损坏会影响行车和行人安全。查看伸缩缝装置是否正常工作，如是否有堵塞、破损，伸缩缝异常会影响桥梁在温度变化等情况下的正常伸缩，导致结构受力不均。检查排水系统是否畅通，排水不畅会使桥面积水，腐蚀结构，影响桥梁耐久性。
二、结构变形监测
竖向位移监测：在桥梁关键部位如桥墩顶部、桥跨中点等设置监测点，通过水准仪等测量仪器定期测量各点高程，获取竖向位移数据。竖向位移过大可能表明桥梁结构承载能力不足或基础出现问题，需要及时分析原因并采取措施。
水平位移监测：利用全站仪等设备对桥梁墩台、桥台等部位进行水平位移监测，监测桥梁在水平方向上的移动情况。水平位移可能由地震、水流冲刷、风荷载等因素引起，过大的水平位移会威胁桥梁结构安全。
倾斜监测：针对桥墩等高耸结构，采用倾斜仪等仪器监测其倾斜度。桥墩倾斜可能导致结构受力不均，严重时会引发桥梁垮塌事故，需密切关注倾斜变化情况。
三、应力应变监测
测点布置：在桥梁结构受力复杂部位，如连续梁桥的支点、跨中，箱梁的腹板、顶板等位置合理布置应力应变传感器。通过传感器实时获取结构在车辆荷载、温度变化等作用下的应力应变数据。
数据分析：对采集到的应力应变数据进行分析，判断结构实际受力状态是否在设计允许范围内。应力应变异常变化可能预示着结构出现损伤或病害，需进一步深入分析原因，及时采取加固或维修措施。
四、索力监测（针对斜拉桥、悬索桥等）
监测方法：采用振动法、压力传感器法等对斜拉索、悬索等的索力进行监测。振动法通过测量拉索的自振频率来推算索力，压力传感器法则直接测量拉索所承受的压力。
索力评估：定期监测索力变化情况，与设计索力值进行对比。索力偏差过大不仅影响桥梁的外观线形，还会改变结构的内力分布，降低桥梁的承载能力和稳定性，必须及时进行调整。
五、动力特性监测
测试内容：通过环境激励或人工激励方式，测量桥梁的自振频率、阻尼比、振型等动力特性参数。环境激励可利用风、车辆行驶等自然激励源，人工激励可采用冲击锤等设备。
健康评估：桥梁结构发生损伤或病害时，其动力特性参数会发生变化。通过对动力特性参数的长期监测与分析，可评估桥梁结构的健康状况，及时发现潜在的安全隐患。
六、环境参数监测
温度监测：在桥梁结构内部和表面布置温度传感器，监测桥梁在不同季节、不同时段的温度变化。温度变化会引起桥梁结构的热胀冷缩，对结构应力和变形产生影响，掌握温度变化规律有助于准确分析结构响应。
湿度监测：监测桥梁所处环境的湿度情况，湿度是影响混凝土耐久性和钢结构锈蚀的重要因素。长期处于高湿度环境中，混凝土易发生碳化，钢结构易生锈，需根据湿度监测结果采取相应的防护措施。
风荷载监测：在桥上合适位置安装风速仪、风向仪等设备，监测风荷载的大小和方向。风荷载是大跨度桥梁设计和监测的重要荷载之一，强风可能引发桥梁的振动甚至颤振，对桥梁结构安全构成严重威胁。
地震监测：对于位于地震多发区域的桥梁，设置地震监测系统，实时监测地震波的特性和强度。通过地震监测数据可评估桥梁在地震作用下的响应，为桥梁抗震性能评估和加固提供依据。
GNSS自动监测系统在深基坑施工安全管控中的关键作用
数字孪生赋能大坝安全：从监测孤岛到智慧守护
工程案例丨桥梁“正骨”术 某大桥纠偏复位工程施工监测与运营期监测