山區高速橋隧“CT”上線

文 | 云南省交通投資建設集團有限公司 曾維成

高速公路在國民經濟發展和社會穩定中的重要戰略地位日益凸顯。云南省內現有高速公路占比里程位居國內前列，其中山區高速公路高達70%，部分路段甚至達到85%以上。這些山區高速的橋梁隧道大多處于氣候條件嚴酷、地質環境復雜、自然災害頻發的地區，運營環境惡劣，易導致橋隧病害多發，嚴重時演化為災變，引起橋隧垮塌等重大事故，造成重大經濟損失和惡劣社會影響。

總體思路

橋梁鋼筋應力狀態無損檢測裝置和工程應用實例

縱觀以往多起山區橋梁隧道垮塌事件，鋼筋應力狀態惡化、隧道壁后空洞發展、結構表觀缺損病害演化是威脅橋隧安全運營的“殺手”。傳統的橋隧檢測缺乏無損量化檢測技術與裝置，導致效率低下；人工檢測介入多且復雜的作業環境面臨巨大的安全風險；檢測過程的道路封堵也造成通行率顯著下降。精準、量化、無損地檢測出公路病害，是亟待攻克的世界性難題。

隧道空洞雙頻雷達高精度智能檢測技術實施路徑

山區隧道隱蔽面病害輕型智能多功能檢測車

復合多關節和飛行、爬行橋梁表觀病害多目標智能檢測機器人

結構狀態評估預警技術與山區橋梁隧道病害管控云平臺

各類鋼筋試件應力檢測試驗(左)和自發磁場波動對數極值參量(右)

鋼筋及梁破壞試驗(左)和自發磁場偏離率參量(右)

雙頻向后投影高精度識別方法及其識別精度

“山區高速公路橋梁隧道檢測新技術及裝備”項目按照“理論創新-技術突破-裝備研發”的技術思路，依托10余項國家和省部級重大科研項目，經過近14年的潛心協同研究，以無損、精準、量化提前診斷橋隧病害隱患為目標，率先攻克了鋼筋應力狀態惡化、隧道內部空洞、結構表觀缺損病害無損量化檢測等核心技術，研發了橋梁-隧道“CT”高端診斷技術與裝備。

項目成果獲授權專利20項（發明專利18項），授權軟件著作權11項；出版專著1部，發表論文46篇（SCI及EI檢索35篇），參編地方標準1部；研制得到相關機構認證的產品5項；產生國家、省部級人才5人次，培養博士、碩士研究生上百人，培訓交通科技人才上千人次。

項目成果在云南武易、楚姚等高速公路的典型山區特大橋隧中得到了廣泛應用，實現了對橋梁和隧道結構病害精準高效檢測，有效檢測典型病害事件上萬次。成果推廣應用到浙江、湖南、重慶、貴州等地的33條3070公里高速公路的橋隧檢測，推動了我國橋隧檢測技術裝備進入國際領先行列，引領了橋隧智能檢測運維產業的技術革新，產生直接經濟效益5.8億元，取得了重大的社會、經濟及環保效益。

/ 混凝土橋梁內部鋼筋應力無損量化檢測技術及裝置/

項目首創基于自發磁場偏離率表征的鋼筋應力狀態無損量化檢測新技術，研制了混凝土橋梁鋼筋應力無損量化檢測裝置，準確率超過90%，實現了混凝土橋梁內部鋼筋應力狀態的非接觸量化無損檢測，填補了國內外空白。

/ 隧道隱蔽面病害無損精準識別技術與裝備/

項目率先提出了隧道壁后空洞雙頻投影高精度探測方法及多目標智能識別技術，研制了首臺公路隧道隱蔽面輕型智能多功能檢測車，攻克了隱蔽面病害精準檢測及快速識別難題，實現了襯砌壁后1.5米深度范圍內空洞識別精度小于5厘米。

/ 橋隧結構表觀缺損病害快速掃描和精準識別技術與裝備/

項目首次攻克了山區復雜環境下全覆蓋無損、快速檢測橋隧結構表觀病害的技術難題，研制了復合多關節、飛行/爬行橋梁表觀病害多目標智能檢測機器人和公路隧道表觀病害機器視覺集群智能檢測等系列裝置，表觀覆蓋范圍達96.4%，裂縫寬度檢測誤差不超過±0.02毫米，裂縫長度、表面缺損和露筋檢測誤差均不超過±1.00厘米，突破多源數據驅動的結構狀態評估預警技術，研發了山區橋梁隧道病害管控云平臺，實現了橋梁隧道全要素智慧管控。

云南省交通投資建設集團有限公司

云南省交通投資建設集團有限公司（以下簡稱“云南交投”）是云南省省屬國有企業，下設28 個二級單位，產業涵蓋了公路、鐵路、水運、航空等綜合交通的規劃設計、投資建設、運營管理、經營開發、物資貿易、交通科技等全產業鏈領域，資產總額近8000 億元，企業主體信用等級為AAA 級，是云南綜合交通體系建設主力軍、云南綜合交通投融資主平臺、云南綜合交通全產業鏈經營實體。截至2022 年底，云南交投運營管養高速公路6180 公里，占云南省通車里程10249 公里的60.3%。云南交投擁有公路施工總承包特級，公路、市政、建筑行業設計甲級等230 余項資質，具有援外成套項目總承包企業資格，曾榮獲中國土木工程詹天佑獎3 項、國家優質工程獎16 項、省部級以上科技獎項87 項。“十四五”時期，云南交投集團將全面貫徹落實“11222”工作體系，力爭成為立足云南、全國領先、全球視野的綜合交通產業開發運營商。

重慶交通大學

重慶交通大學是一所交通特色鮮明、以工為主的多科性大學。學校現有南岸、科學城、大坪3 個校區，占地3000 余畝。學校擁有長江學者特聘教授、國家杰出青年基金獲得者、“萬人計劃”科技創新領軍人才、全國杰出專業技術人才、交通運輸部中青年科技創新領軍人才、交通運輸部青年科技英才、重慶英才計劃、重慶市杰青、巴渝學者等各類高層次人才200 余人次。學校現有交通運輸工程、水利工程、管理科學與工程、土木工程4 個一級學科博士學位授權點，18 個一級學科碩士學位授權點；擁有山區橋梁與隧道工程國家重點實驗室、國家內河航道整治工程技術研究中心、交通土建工程材料國家地方聯合工程研究中心3 個國家級重點科研平臺，水利水運工程教育部重點實驗室、山區橋梁結構與材料教育部工程研究中心等42 個省部級科研平臺。在山區交通基礎設施、生態航道、軌道裝備、運輸物流、綠色航空等領域取得了一批有影響力的成果，學校先后榮獲國家科學技術進步獎、國家發明獎14 項，省部級科技獎勵524 項。學校為重慶市高水平新工科建設高校。

同濟大學

同濟大學是教育部直屬并與上海市共建的全國重點大學，1996 年，列為國家“211 工程”建設高校；2002 年，列為國家“985 工程”建設高校；2004 年，列為中管高校；2017 年，列為國家世界一流大學建設A 類高校。學校學科設置涵蓋工學、理學、醫學、管理學、經濟學、哲學、文學、法學、教育學、藝術學、交叉學科等11 個門類。現有本科招生專業82 個，碩士學位一級學科授權點46 個，專業碩士學位授權點28 個，博士學位一級學科授權點37 個，專業博士學位授權點10 個，博士后流動站30 個；6 個基礎學科拔尖學生培養基地。同濟大學擁有1 個全國重點實驗室、3 個國家重點實驗室、1 個國家工程實驗室、1 個國家重大科技基礎設施、1 個國家協同創新中心、1 個國家大型科學儀器中心、6 個國家工程（技術）研究中心、4 個其他國家級研究平臺及103 個省部級研究平臺。入選科技部“國家創新人才培養示范基地”，獲批兩個全國科普教育基地。學校現有全日制本科生18536 人，碩士研究生11288 人，博士研究生7668 人，另有國際學生3160 人。學校擁有專任教師2815 人，其中專業技術職務正高級1093 人，中國科學院院士16 人（含雙聘），中國工程院院士26 人（含雙聘），第三世界科學院院士及美國、德國、瑞典等國家科學院或工程院外籍院士29 人次。