桥梁工程作为典型的长寿命基础设施,其结构安全要求极高。在钢结构桥梁、斜拉桥、拱桥以及大型跨江跨海桥梁中,大量法兰连接与高强螺栓共同构成主受力体系。
这些螺栓连接在桥梁服役周期中长期承受车辆荷载、风载、温度变化以及材料疲劳等多重作用力。尤其是在重载交通和高频通行条件下,螺栓预紧力会随着时间逐渐发生衰减。

(螺栓监测:桥梁法兰连接 图源:摄图网)
桥梁的一个核心问题在于:变化是缓慢的,但风险是累积的。
螺栓松动不会在短时间内引发明显故障,但会逐步改变结构受力状态,长期可能导致疲劳裂纹或连接失效。
目前桥梁螺栓管理主要依赖人工巡检与定期抽检方式。这种方式虽然在一定程度上可行,但存在明显局限:检测频率低、覆盖不全、无法获取连续数据,同时高空作业风险较高。
更重要的是,桥梁是典型的“长期服役结构”,很多变化发生在两次巡检之间,导致问题难以及时发现。
有线监测方案虽然在部分工程中有所尝试,但桥梁结构跨度大、环境开放,布线复杂且易受损,难以长期稳定运行。
无源无线垫片式压力传感器为桥梁螺栓监测提供了一种更具工程落地性的方案。
该方案通过垫片替换方式直接嵌入法兰连接螺栓,无需改变桥梁结构,也无需布线或外部供电系统,特别适合既有桥梁改造与新建桥梁同步应用。
其无源特性保证了长期稳定运行能力,而无线读取方式则使桥梁螺栓状态可以在不影响交通运行的情况下进行远程监测。

(螺栓监测:桥梁法兰连接 图源:摄图网)
在实际应用中,系统可以持续记录关键连接点的预紧力变化趋势,从而反映桥梁在长期荷载作用下的结构响应。
例如,在重载车辆频繁通行区域,螺栓衰减趋势可能更明显,通过数据分析可以提前识别风险区域,实现精准维护。
随着桥梁管理从“周期性检测”向“状态化管理”转变,无源无线垫片式压力传感器正在让桥梁结构的安全状态逐步实现真正意义上的“可视化”。


