近年来，我国城市化进程加速推进，基础设施建设也在飞速发展。大跨度桥梁作为现代交通网络中至关重要的 “空中动脉”，其安全性与稳定性受到了社会各界的高度关注。2024 年，广西天峨龙滩特大桥建成通车，主孔跨径达 600 米，创造了新的世界纪录，彰显了我国桥梁建设的卓越成就。然而，大跨柔性桥梁在复杂环境下的安全问题依旧不容忽视。
回溯到 2020 年 5 月，广东虎门大桥主桥因风致涡振出现异常抖动，桥面振幅急剧增大，致使交通被迫中断。类似的情况在后续几年也有发生，部分大跨柔性桥梁在特定气象条件下，出现了不同程度的振动现象，此次事件不仅暴露出大跨柔性桥梁在风荷载作用下的潜在风险，也折射出现有监测系统在复杂环境下的性能短板。
当前，市面上多数大跨柔性桥梁风致响应监测系统存在定位精度低、数据传输滞后、多源信息融合能力不足等问题，难以满足日益复杂的桥梁结构与增长的交通流量对安全监测的严苛要求。针对行业痛点，我们团队成功研发基于北斗差分定位的大跨柔性桥梁风致响应监测系统，以创新技术为桥梁安全管理注入新动能。该系统深度融合北斗卫星导航系统的高精度定位能力、先进传感器网络与前沿数据处理算法，构建起一套智能化桥梁健康监测体系。
图1 系统基本原理图
从技术实现角度来看，系统深度依托北斗定位导航系统，在桥梁监测区域科学布设基准站与移动站，借助实时载波相位差分（RTK）技术，利用主从一体化蓝牙数据链，实现原始观测数据的高效传输与精准差分处理，最终实现毫米级定位精度，能够实时捕捉桥梁关键节点的三维坐标变化。在系统架构设计方面，充分结合工程现场实际需求，集成实时数据采集、多源信息深度融合、智能预警分析等核心功能模块，可精准监测桥梁在风荷载作用下的振幅、振动频率及形变趋势。
在功能应用领域，该系统不仅具备实时、精准监测桥梁结构振动的能力，还创新性地引入大数据分析与人工智能算法，实现对监测数据的实时解析与深度挖掘。一旦发现潜在结构安全隐患，系统将迅速触发预警机制，第一时间向相关管理部门与社会公众发送报警信息，为防灾减灾措施的快速部署争取宝贵时间。
实际工程应用成果斐然，该系统已成功应用于多座大跨柔性桥梁的监测工作。凭借高精度的监测能力与高效的预警功能，为桥梁结构健康评估、风振控制策略制定提供了坚实的数据支撑，切实提升了大跨桥梁运营安全管理水平，有效保障了人民群众生命财产安全与交通网络的稳定运行。
该监测系统的成功研发与应用，充分展现了北斗技术在灾害监测与预防领域的巨大潜力，为大跨柔性桥梁风险管理与防灾减灾工作提供了科学、可靠的决策依据，同时也为我国桥梁安全监测技术迈向国际领先水平奠定了坚实基础
图2基准站和移动站监测系统硬件设备
