一、基本情况 

　　获奖项目名称:数字赋能大跨钢桥服役性态实时诊断与智能管养关键技术

　　主要完成单位:苏交科集团股份有限公司、江苏省高速公路经营管理中心、东南大学、南京工业大学、连云港市公路事业发展中心、中铁宝桥（扬州）有限公司、中铁山桥集团有限公司、厦门友连科技有限公司 

　　主要完成人:刘朵、林峰、张建东、徐一超、冯东明、华春丽、余永平、王友中、程杰、王建国、孙蕾蕾、丁泉、吴方生、汪马良、黄为 

　　二、项目背景 

　　为响应《交通领域科技创新中长期规划纲要》对基础设施数字化与智能化的迫切要求，依托国家重点研发计划、国家自然科学基金及交通运输行业重点项目的支持，本项目围绕“精准感知-实时诊断-智能维养”等关键技术难题，开展产学研用联合攻关，最终形成了数字赋能的大跨钢桥服役性态实时诊断与智能管养关键技术。

　　项目以崇启跨江大桥为依托工程。该桥位于长江入海口，是G40上海—西安高速公路的关键组成部分，也是上海首条直通苏北地区的高速公路。崇启大桥主桥结构为102+4×185+102米的大跨度变截面连续钢箱梁，在建成时为国内同类桥型跨径最大。大桥于2011年12月24日通车，自2012年起建立健康监测系统，并于2023年8月完成第二次升级改造。近年来，面向崇启大桥数字化与智能化升级需求，项目开展了系列研究，为实现大跨钢桥的长寿命安全保障与运维数字化转型提供了关键技术支撑。 

　　三、创新成果 

　　本项目针对大跨钢桥隐蔽病害识别困难、环境干扰大等关键问题，研发了包括悬挂双轨式巡检机器人、声纹AI预警装置和高精度光学监测设备在内的多源智能感知装备，实现了对结构状态的精准感知。

图1 创新设计了12自由度灵活机械臂智能巡检机器人，突破空间限制，实现对焊缝、阴阳角等狭窄隐蔽部位的全方位、精细化检测 

　　围绕荷载时变响应难捕捉、性能退化量化滞后等诊断难点，构建了多源数据与物理模型相融合的钢桥安全性、适用性及功能性综合评价体系，攻克了服役性态实时诊断的技术瓶颈。开发了智慧运维数字孪生平台，集成结构孪生、无人机巡检与决策分析等23个功能模块，基本实现了“检查-评估-维修”全流程闭环管理，推动桥梁管养从“被动处置”向“数据智能驱动”的新范式转变。通过智能巡检装备、数据—物理协同诊断模型与数字孪生平台的系统集成，项目形成了数字赋能的大跨钢桥服役性态实时诊断与智能管养关键技术体系，实现了隐蔽病害精准识别、服役状态快速预警与检-评-修一体化管控，显著提升了结构安全性与耐久性，降低了突发事故风险。

图2 基于24,000+精细化BIM构件单元构建多层级智慧空间，深度融合结构材料、检测记录、维修历史等12类异构数据，实现全要素数字孪生

图3 基于动态称重实时车流数据驱动车-桥耦合振动分析，创新释放车辆座椅自由度，精准计算车辆竖向加速度，实现了舒适度实时评价 

　　本成果有力推动了桥梁管养从经验依赖向数字智能的转型，也为桥梁管养数字化转型与交通强国战略的实施提供了关键技术支撑。

　　四、推广应用情况 

　　项目成果已在崇启跨江大桥等20余项典型工程中成功应用。依托实时监测与智能诊断技术，实现了对大跨钢桥结构状态的精准把控与安全风险的及时预警，显著提升了结构安全性与服役耐久性，有效降低了突发事故发生率。本技术的推广应用，有力推动了桥梁工程从经验管养向数字化、智能化的转型，为土木工程领域的技术进步与自主创新提供了重要实践范例，也为行业数字化转型与长效安全运维提供了坚实支撑。

图4 制备关键尺寸0.85nm~50nm的纳米材料，经共价键功能化形成含3000叠层的超致密涂层(150μm)，成功应用于崇启大桥防护栏翻新维修