齐河黄河大桥智慧管养一体化

　　完成单位

　　齐河城投黄河大桥经营管理有限公司

　　中交基础设施养护集团有限公司

　　象谱信息产业有限公司

　　工程概况

　　齐河黄河大桥，连接德州市齐河县和济南市槐荫区，大桥全长2287m，包括东侧引桥（23×30m预应力混凝土连续箱梁）、主桥（40+175+410+175+40m双塔钢混组合梁斜拉桥）、西侧引桥（25×30m预应力混凝土连续箱梁）。桥梁为双向六车道一级公路技术标准（兼顾城市道路功能），设计速度80公里/小时，路基标准宽度为35m，桥梁宽度34.5m（不含布索区），桥梁设计汽车荷载等级采用公路-I级。

　　主要创新点

　　一、技术思路

　　为解决本桥在养护阶段出现的巡检不及时、存在检测盲区（主塔外侧面、安装灯带的斜拉索等）、技术资料管理混乱及养护工作各阶段衔接不畅通的问题，通过将检测、设计、施工产业流程的一体化，实现桥梁全寿命周期的良好技术状况及低养护资金投入。

　　齐河黄河大桥智慧管养平台是由无人机自动巡检、桥梁健康监测、天气预警及自动凝冰处置系统等组成，主要功能有：

　　（一）建立齐河黄河大桥养护基础数据库，以病害为管理对象，统一病害数据采集格式、统一养护数据的管理，建立起病害生命周期劣化模型及桥梁各个构件养护质量指标数据库，实现对病害发展的精准预测及全过程管理；

　　（二）应用无人机倾斜摄影建模技术实现桥梁的自动化巡检，做到桥梁检测无盲区、航线精准可重读、巡查检测常态化、AI病害识别及数字孪生模型映射，最终实现全覆盖、高频率的巡检及病害数据的三维可视化展示与分析；

　　利用小型气象站加卫星云图分析，实现极端特殊天气的提前预警及凝冰自动处治，保障桥梁全天候通行能力；

　　二、关键技术方案

　　（一）无人机自动巡检

　　采用无人机倾斜摄影建模及数字孪生的方法进行桥梁巡查，病害经AI识别后，自动映射到桥梁模型中，实现病害数据三维可视化展示与分析。

　　（二）凝冰自动化处置系统

　　主要由预警系统、自动化处置控制系统和喷洒处置系统三部分组成，精确推算出道路凝冰生成的时间点，提前30-40分钟推送预警信息并自动向处置系统发出处置启动指令，对道路进行液体融雪剂喷洒，避免道路凝冰的生成。

　　（三）健康监测

　　对桥梁主体结构的挠度、倾角、位移、应变、温湿度、索力等进行实时监测分析，如果监测数据超过设置的预警阈值，系统进行报警并及时通知工作人员到达现场进行维修。

　　三、实施效果

　　（一）无人机自动巡检系统

　　使用航线规划软件进行无人机飞行线路规划后，一人即可操作无人机进行桥梁检测，航线可精确重复，实现高频率常态化巡检。

　　（二）凝冰自动化处置系统

　　通过桥上设置的小型气象站和路面埋设的传感器实时采集温湿度风力风向等数据，结合卫星气象云图，对影响桥梁通行的降雪天气、路面结冰等情况作出预警并联合凝冰自动处置系统，可根据气温及降雪量的多少自动选择喷洒参数进行融冰融雪作业。

　　（三）健康监测

　　健康监测系统在现场确认所有传感器及传输设备完好后纳入桥梁监测管理平台统一处理及分析，并且在监测数据超出预警阈值后自动报警并向指定人员发送短信。

　　生产、应用及推广情况

　　生产方面：

　　（一）经济效益：本桥以桥梁数字化为工作主线，通过应用自动化、智能化技术及设备，每年减少将近118万养护资金投入，保障结构能够得到及时、经济、合理、科学的养护，确保本项目桥梁在全寿命期内具有全面、良好的服务水平。

　　（二）社会效益：无人机自动巡检系统、凝冰自动化处置系统、健康监测系统，时刻保障桥梁的正常运营，保障济齐两地人民群众正常通行，同时也保障了通行人员的生命财产安全，大大推动交通基础设施智能化管养迈入新的阶段。

　　应用方面：

　　该系统可向业主方提供高效且低成本的桥梁管理及养护一揽子服务，有限避免了桥梁产权单位因养护资金不足、人员专业技术水平差的而导致的桥梁管理养护不到位的情况，逐步将重复率高、危险性大的工作实现“机械化换人，自动化减人”。本系统已经在山东省境内多座大型桥梁养护项目进行了推广应用。