研究发现北美桥梁风险已是全球最高

一项针对全球大型桥梁的最新研究显示，北美和非洲的桥梁目前面临着全球最高的失效风险，其中北美桥梁的整体状况在各大洲中最为堪忧。研究团队建议，借助卫星雷达进行持续监测，有望在结构问题酿成灾难性坍塌之前发出预警，改变各国基础设施风险管理方式。

该研究由美国休斯顿大学土木与环境工程副教授 Pietro Milillo 及其国际合作团队完成，对全球 744 座长跨桥梁进行了系统分析。结果发现，北美大量桥梁建于 20 世纪 60 年代，如今正集中步入或超出原有设计寿命，老化问题突出；非洲桥梁的整体风险水平也紧随其后。研究指出，传统的巡检和监测手段难以及时全面反映这些关键结构的真实健康状况，亟需新工具介入。

Milillo 指出，利用合成孔径雷达（SAR）开展的空间监测可以定期覆盖全球超 60% 的长跨桥梁，并依托长期积累的数据进行趋势分析。团队采用多时相干涉合成孔径雷达（MT-InSAR）技术，通过处理具有稳定散射特性的“持续散射点”像素，能够探测到以毫米计的微小形变，无论是桥体结构本身的缓慢位移，还是滑坡、地基沉降等地质因素导致的变形，都可以被捕捉并纳入风险评估。

相比之下，现有的桥梁安全管理更多依赖人工现场检查以及少量安装有结构健康监测（SHM）传感器的重点桥梁。人工巡检不仅频次有限、主观性强，而且通常以一年或两年为周期，容易错过早期劣化迹象；而传感器方案成本较高，目前全球不到 20% 的长跨桥梁配置了此类系统。这意味着，在相当多的关键节点上，管理部门对桥梁真实状态缺乏连续、客观的数据支持。

研究团队认为，遥感监测并不是要取代传感器和人工检查，而是发挥互补作用，帮助降低维护成本、提高风险识别效率。通过将 MT-InSAR 数据与现有传感器信息、现场检查结果等纳入同一风险评估框架，可以在不增加大量现场工作量的前提下，为桥梁结构脆弱性评分提供更精细的量化依据。在此过程中，来自欧洲“哨兵－1”卫星以及美印联合的 NISAR 等雷达卫星的数据，将成为支撑全球桥梁“体检网络”的重要来源。

研究显示，将卫星数据引入评估模型后，可显著降低对单座桥梁现状判断的不确定性，从而更准确地划分风险等级并优化养护优先级排序。这对于资金和技术资源有限、难以大规模部署传感器和频繁巡检的地区尤为关键，有望帮助相关部门将有限的维护资源集中投入最需要的关键结构。

论文作者之一、来自代尔夫特理工大学和巴斯大学的 Dominika Malinowska 强调，MT-InSAR 在学术界已经是成熟的桥梁监测技术，但在工程实践和政府部门的日常管理中尚未得到广泛应用。她表示，这项研究提供了全球尺度上的系统证据，证明该技术具备立即投入使用的可行性，可为各国桥梁安全管理提供一种可扩展的新工具。

这项题为《利用 InSAR 数据提升长跨桥梁全球地质灾害风险评估》的研究已发表于《自然·通讯》期刊。研究部分工作由美国国家航空航天局（NASA）的商业小卫星数据科学分析项目和十年调查孵化计划资助，凸显空间遥感技术在未来基础设施安全管理中的战略意义。