作为交通基础设施生命线的咽喉，长大桥梁具有服役环境恶劣、结构形式复杂、病害问题突出、垮塌后果严重的特点，其可靠运营与人民群众生命财产安全息息相关。因此，有必要对长大桥梁在持久状况和偶然状况下的承载能力进行及时评估，进而为运营维护的科学决策提供技术支撑。桥梁荷载试验是长大桥梁通车前的最后一道“体检”，其通过等效模拟运营车辆荷载，现场测试桥梁各关键部位响应，来判断结构承载能力是否符合设计和规范要求，并为后续交工验收、管理养护、加固改造等提供基础技术资料。

近些年，随着先进传感、物联网、大数据、人工智能等新一代信息技术日臻成熟，桥梁健康监测技术日益受到行业重视。其科学内涵是利用现场的、无损的、实时的方式采集结构的输入与输出信息，分析结构性能的波动、劣化或损伤特征，并为管理和养护提供决策支持。因该技术具有实时采集外部环境荷载、在线把握结构响应特征、识别结构可能损伤形式、揭示结构倒塌破坏机理、优化结构养护维修计划、验证发展既有设计理论的独特优势，而被业界广泛认可。然而，目前一些桥梁管养部门尚存在“重系统建设，轻数据分析”的现象，使得宝贵的桥梁监测数据沦为了摆设，无法评估结构的服役安全。

数字孪生（Digital twin）实现了真实物理系统与赛博空间（Cyberspace）数字化模型的相互反馈，亦被称为数字双胞胎或数字化映射。通俗来讲，该技术是要构建一个与真实物理系统在全寿命周期，能够实时更新和双向交互的仿真模型。因此，它的重要性不仅在于可以反映真实物理系统，更重要的是它实现了物理系统与孪生模型之间数据的双向流动，即通过孪生模型可以向物理系统反馈信息，甚至反向控制物理系统。借助该模型，工程技术人员能以极低的成本对其开展分析、研究和试错，进而可在线评估物理系统的健康状况、预测其剩余使用寿命，并对各种突发状况或持久状况制定预案。

将数字孪生理念引入到桥梁工程，是破解桥梁结构健康监测系统难以发挥作用的有效途径。笔者认为，桥梁数字孪生技术应由动态仿真、虚拟评估和决策反馈三部分组成，其标志性特征是建立的数值模型能与实桥保持实时自演化，其关键核心是对动态演化模型进行虚拟加载快速检算，其最终目的是将评估结果及时反馈给管养部门，最终实现桥梁的“治小病、防大病”。

桥梁孪生模型构建技术包括多尺度建模、全方位修模和动态化校模，基于此才可实现全寿期孪生模型精细、准确、高效的实时自演化。

1、多尺度建模技术

为同时满足孪生模型的计算精度和效率，应采用不同尺度的单元对桥梁建立一个精细的多尺度模型。这需要突破两项技术瓶颈，一是如何确定细观单元的建模长度？二是如何耦合宏细观单元的边界？笔者通过引入圣维南原理确定了宏细观单元的合理长度，并提出了分析界面应力稳定的宏细观单元多点变形协调耦合技术，实现了不同尺度单元之间的可靠连接。

2、全方位修模技术

由于建模参数取值、边界条件设置等误差，初始模型与实桥之间尚存在较大差异，因此需进行合理修正。既有模型修正技术需开展荷载试验，以获取输入和输出的对应信息，这在工程实际中难以操作。有鉴于此，文章提出了基于监测数据概率等效重构的桥梁输入-输出映射技术，通过将荷载试验中荷载与响应的一一对应关系，转化为长期监测中荷载与响应概率模型的对应关系，从而实现了模型预测响应与实桥响应的精准匹配。

3、动态化校模技术

桥梁在全寿命期间性能会发生动态演化，包括周期性波动、渐变性劣化和突发性损伤。修正好的模型若保持固化不变，将无法反映此种演化特征。因此，需对其进行快速高效的动态校准。然而，模型修正时长随修正参数个数的增加呈指数型增长，且随机车流加载为动态批量加载，耗时极长。为此，本文提出了基于自适应代理模型训练拟合的桥梁模型参数高效校准技术，有效规避了对整个模型迭代加载而耗时过长的难题。

综上，长大桥梁评估应遵循“安全可靠、技术先进、经济合理”的三大原则，依据工程需求和现场条件，灵活选择最适宜的技术。随着科学技术进步，荷载试验不应再是桥梁承载能力评估的唯一选项，面向工程需求的监测评估技术将代表未来发展趋势。

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