桥梁作为国家重大基础设施，其结构安全直接关系到人民生命财产安全。螺栓连接作为桥梁钢结构中最常见的连接方式之一，其预紧力水平对于结构稳定性和抗疲劳性能至关重要。然而，传统的螺栓检测方式存在检测效率低、无法实现实时监测、人工成本高等问题。本文将介绍一种新型的无源无线螺栓预紧力传感器，并探讨其在桥梁螺栓检测中的关键应用价值。
（无源无线螺栓预紧力传感器在桥梁螺栓检测中的关键应用 图源：摄图网）
背景与挑战
在桥梁施工和运营阶段，螺栓的预紧力必须保持在合理范围内。若预紧力不足，可能导致螺栓松动，引发结构共振或局部破坏；若过大，则可能损伤螺栓或连接部件。然而，目前常用的检测方式如超声波法、力矩法或应变片法，均需人工接触或布线，难以满足大规模、长期、实时监测的需求，尤其在恶劣或高空环境下更显不便。
无源无线传感器的优势
该类传感器无需电池供电，可通过无线方式长期服役于结构内部或难以接触的位置，具有体积小、安装简便、耐腐蚀、免维护等优点。
在桥梁中的关键应用场景
钢结构桥梁节点监测
在钢桥中，主梁与横梁、立柱等通过大量高强螺栓连接。通过在关键节点布设无源无线传感器，可实现对上百个螺栓的同步远程监测，发现预紧力下降趋势，及时检修，避免松动或脱落引发灾难性后果。
关键部位疲劳监控
螺栓连接处常因交通荷载循环而产生疲劳裂纹。通过长期监测螺栓预紧力的变化趋势，可辅助评估局部疲劳程度，为结构健康评估提供数据支持。
施工阶段预紧力质量验证
在桥梁施工阶段，通过快速读取传感器状态，可高效验证是否达到设计预紧力要求，替代人工逐个扭矩检查，提高施工效率与质量控制水平。
（无源无线螺栓预紧力传感器在桥梁螺栓检测中的关键应用 图源：摄图网）
无源无线螺栓预紧力传感器具备多方面技术优势。首先，它采用无源设计，无需电池供电，适合长期服役于桥梁结构中，尤其适用于高空、密闭或难以维护的部位。其次，该传感器支持无线读取，可远程获取螺栓状态信息，减少人工巡检频次，大幅提升检测效率。传感器灵敏度高，能够感知微小的预紧力变化，有助于及早发现潜在风险。此外，其模块化结构便于与标准螺栓集成，实现规模化部署。在材料和结构设计上，传感器具备优良的耐候性，能够适应桥梁环境中常见的高湿、高温以及腐蚀等复杂工况，保证数据长期稳定可靠。
无源无线螺栓预紧力传感器以其先进的非接触式监测能力，为桥梁螺栓状态的高效检测提供了新的解决方案。在推动桥梁运维智能化、精准化、低碳化的进程中，该技术将成为关键支撑力量，具有广阔的工程应用前景和经济社会价值。
