中小跨径桥梁遥感监测和精准探伤技术

核心问题

中小跨径桥梁作为交通网络的重要组成部分，其结构健康状态直接关系到交通安全和通行效率。然而，传统监测手段存在监测精度低、实时性差、难以全面覆盖等问题，难以满足对桥梁结构状态的高精度、高动态监测需求。特别是在极端天气或交通流量高峰期，桥梁结构的安全风险显著增加，但缺乏有效的实时监测和精准探伤技术来及时发现并处理潜在损伤，这成为桥梁管理和维护中的一大痛点。

解决方案

本成果构建了地基SAR高精度高动态监测理论方法，针对中小跨径桥梁的遥感监测和精准探伤问题，提出了一系列技术创新。首先，通过顾及桥梁特征和微波传输距离的Essen‒Froome大气优化改正方法，有效优化了大气参数，揭示了地基SAR高动态动挠度监测的时空分布影响机制，使得桥梁动挠度测量精度提升了12%以上，达到了国际领先水平。其次，创新性地提出了W-ESMD、MF-ESMD和T-SOBI多层次动挠度信号降噪方法，首次在国际上发现了动挠度信号高频、低频和瞬时噪声的影响机理，动挠度信噪比因此提高了15%以上。最后，通过直接插值法瞬时频率和瞬时总能量损伤识别方法，克服了信号时频分析的周期性和频率冲突问题，实现了桥梁动挠度多特征尺度的线性和非线性振动精确分解，从而达到了损伤精准判定的目的。

竞争优势

本成果在中小跨径桥梁遥感监测和精准探伤领域具有显著的竞争优势。首先，技术精度高，通过地基SAR技术和多层次动挠度信号降噪方法，实现了对桥梁动挠度的高精度、高动态监测，为桥梁结构状态的准确评估提供了有力支持。其次，应用范围广，本成果已成功应用于京藏高速、京津城际、赵州桥和北京三元桥等60余座典型桥梁，成功探测到损坏桥梁3座和异变桥梁17座，展现了其在实际应用中的广泛适用性和可靠性。此外，本成果还荣获了中国测绘学会测绘科学技术一等奖和华夏科学技术二等奖，充分证明了其技术水平和创新性。这些优势使得本成果在桥梁监测和探伤领域具有独特的竞争力，为桥梁的安全运营和及时维护提供了强有力的技术保障。