探析城市橋梁的定期檢測(cè)技術(shù)運(yùn)用

章長(zhǎng)玖 睢國(guó)肖 牛沛強(qiáng)

從歷年來(lái)橋梁倒塌事故看，很多都是由于未進(jìn)行養(yǎng)護(hù)或養(yǎng)護(hù)不到位造成，而橋梁定期檢測(cè)是養(yǎng)護(hù)維修的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，對(duì)保證養(yǎng)護(hù)維修效果有重要作用。本文針對(duì)城市橋梁定期檢測(cè)，在簡(jiǎn)單介紹橋梁檢測(cè)與養(yǎng)護(hù)重要性的基礎(chǔ)上，結(jié)合城市橋梁實(shí)例，對(duì)其定期檢測(cè)技術(shù)與具體運(yùn)用進(jìn)行深入分析，旨在為實(shí)際的橋梁檢測(cè)工作提供方法和依據(jù)。

一、城市橋梁檢測(cè)養(yǎng)護(hù)重要性

城市橋梁是城市交通樞紐，承擔(dān)較大流量，無(wú)論是對(duì)城市居民日常出行還是城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展，都有重要推動(dòng)作用。但如果橋梁結(jié)構(gòu)因檢測(cè)養(yǎng)護(hù)不及時(shí)而出現(xiàn)坍塌，則會(huì)造成極為惡劣的后果。比如韓國(guó)圣水大橋坍塌，造成近32人傷亡；四川小南門大橋吊索斷裂，導(dǎo)致橋面坍塌，造成2人傷亡；塔巴斯克州某橋梁坍塌，造成113人傷亡。從以上事故中可以看出，引發(fā)橋梁坍塌的原因是多方面的，需要通過(guò)檢測(cè)隨時(shí)掌握橋梁結(jié)構(gòu)實(shí)際情況，從而有針對(duì)性的進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修，起到預(yù)防災(zāi)難發(fā)生的作用。這在很大程度上凸顯出橋梁檢測(cè)及養(yǎng)護(hù)重要性。對(duì)橋梁養(yǎng)護(hù)部門而言，需要在認(rèn)識(shí)橋梁檢測(cè)及養(yǎng)護(hù)重要性的基礎(chǔ)上，完善管理制度，優(yōu)化技術(shù)手段，以此提高技術(shù)水平，實(shí)現(xiàn)保證橋梁安全的目標(biāo)。

怎樣才能保證橋梁各結(jié)構(gòu)構(gòu)件完好，使橋梁處在穩(wěn)定且受控的狀態(tài)，需要檢測(cè)養(yǎng)護(hù)單位及有關(guān)部門大力支持，特別是要研究使用某一種方法來(lái)做好檢測(cè)與養(yǎng)護(hù)。橋梁結(jié)構(gòu)綜合評(píng)估經(jīng)驗(yàn)表明，只有切實(shí)提升橋梁檢測(cè)能力和養(yǎng)護(hù)及其管理水平，才能真正保證橋梁安全?？梢?jiàn)，在實(shí)際工作中，應(yīng)根據(jù)橋梁實(shí)際情況，結(jié)合現(xiàn)有條件，制定合理可行且有針對(duì)性的檢測(cè)方法，尤其是定期檢測(cè)，這是保證橋梁安全關(guān)鍵所在。

二、城市橋梁定期檢測(cè)技術(shù)實(shí)踐應(yīng)用

1.工程概況

某城市橋梁為全鋼結(jié)構(gòu)系桿拱橋，總長(zhǎng)為3860m，主橋高110m，本橋梁設(shè)計(jì)與施工整合了斜拉橋、懸索橋與拱橋技術(shù)，主跨徑可達(dá)550m。本橋梁截至目前已通車十余年，日均流量超過(guò)9萬(wàn)輛，它的投運(yùn)，極大的緩解了城市交通壓力，社會(huì)效益十分明顯。

要確保橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全始終處在受控狀態(tài)，需要掌握橋梁運(yùn)行時(shí)的結(jié)構(gòu)實(shí)際變化，包括受力與位移等，以此為依據(jù)判斷異常情況，最后運(yùn)用針對(duì)性措施予以處理或改進(jìn)?；诖?，針對(duì)本橋梁，結(jié)合其結(jié)構(gòu)特征，決定從以下四方面入手進(jìn)行定期檢測(cè)：第一，自動(dòng)檢測(cè)，包括結(jié)構(gòu)的溫度、撓度與應(yīng)力等；第二，定期測(cè)量橋梁空間形態(tài)；第三，索力檢測(cè)，主要針對(duì)橋梁拉索；第四，關(guān)鍵部位相對(duì)位移。

2.自動(dòng)檢測(cè)

在橋梁箱梁、拱座及拱肋中安裝傳感器，按1min/次的頻率采集橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)信息，然后輸入至監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行整理、分析和存儲(chǔ)，以此為后續(xù)的分析工作提供參考依據(jù)和輔助。其中，測(cè)點(diǎn)的布置至關(guān)重要，需要根據(jù)現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范，結(jié)合橋梁實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行，保證測(cè)點(diǎn)的充分反映出結(jié)構(gòu)實(shí)際情況。

3.定期測(cè)量橋梁空間形態(tài)

進(jìn)行空間形態(tài)測(cè)量的主要目的在明確拱肋節(jié)點(diǎn)發(fā)生的位移變化，和拱座間距及沉降等的實(shí)際變化。考慮到橋梁建成初期會(huì)產(chǎn)生較大幅度的變化，確定以下測(cè)量頻率：第一年至少測(cè)量4次，第二年與第三年至少測(cè)量2次。此外，檢測(cè)必須涵蓋以下內(nèi)容：（1）拱肋三維變化，選取18個(gè)特征關(guān)鍵點(diǎn)，整合分析數(shù)據(jù)確定三維變化情況；（2）橋墩沉降測(cè)量，于引橋立柱與拱座等處共布置267個(gè)測(cè)點(diǎn)，用于實(shí)時(shí)觀測(cè)沉降，由于數(shù)據(jù)量較大，所以要用到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)整理與分析，并以曲線圖像等方式表達(dá)，以便于進(jìn)行沉降分析；（3）跨距測(cè)量，觀測(cè)拱座間距發(fā)生的實(shí)際變化。

4.索力檢測(cè)

進(jìn)行索力檢測(cè)的主要目的在于明確所有拉索所用索力，用于判斷拉索實(shí)際運(yùn)行能否達(dá)到設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)要求。對(duì)于吊索的索力，當(dāng)前常用隨機(jī)振動(dòng)法進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)量并分析豎向索類的自振頻率，再對(duì)其實(shí)際拉力進(jìn)行計(jì)算。這一檢測(cè)和計(jì)算方法現(xiàn)已十分成熟，能準(zhǔn)確得出索體實(shí)際受力情況。

5.關(guān)鍵部位相對(duì)位移

橋梁結(jié)構(gòu)安全自動(dòng)監(jiān)測(cè)盡管在我國(guó)已經(jīng)得到應(yīng)用，但其技術(shù)仍然不夠成熟，缺乏可以進(jìn)行自動(dòng)分析的軟件，而且監(jiān)測(cè)斷面單一，所有結(jié)果集中表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)內(nèi)在力學(xué)要素，想要將其作為依據(jù)進(jìn)行判斷，還略顯不足，需要其它依據(jù)予以支持。而無(wú)論是空間形態(tài)測(cè)量還是索力檢測(cè)，均為必須執(zhí)行的，對(duì)技術(shù)與設(shè)備都有著很高要求，通常由專業(yè)測(cè)量機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)，不僅需要很長(zhǎng)的時(shí)間而且成本高昂，實(shí)時(shí)性也較差，亟待改善?；诖耍紤]在上述定期檢測(cè)的基礎(chǔ)上，增加一項(xiàng)檢測(cè)，即關(guān)鍵部位發(fā)生的相對(duì)位移，目前已取得一定進(jìn)展和成效。其中，關(guān)鍵部位即位移可以直接反映出橋梁結(jié)構(gòu)是否處于正常、安全狀態(tài)的構(gòu)件或部位，可由專業(yè)養(yǎng)護(hù)部門隨時(shí)自行檢測(cè)，或按照一定計(jì)劃定期檢測(cè)，特別是在遭受極端惡劣天氣與災(zāi)害后，可以立即對(duì)這些關(guān)鍵部位實(shí)際狀態(tài)及發(fā)生的變化進(jìn)行檢測(cè)對(duì)比，從而快速判斷結(jié)構(gòu)是否正常，消除安全隱患，保證橋梁安全。

基于本橋梁實(shí)際情況與各項(xiàng)特點(diǎn)，共選取12處關(guān)鍵部位，對(duì)應(yīng)54個(gè)控制點(diǎn)，形成內(nèi)在聯(lián)系密切的標(biāo)準(zhǔn)控制網(wǎng)。每個(gè)控制點(diǎn)都裝有高精度檢測(cè)裝置，借助這些裝置能隨時(shí)了解結(jié)構(gòu)狀態(tài)，獲取相對(duì)位移數(shù)據(jù)。

近幾年，對(duì)于橋梁關(guān)鍵部位相對(duì)位移定期檢測(cè)，取得了良好的效果，成為橋梁檢測(cè)主要趨勢(shì)之一，表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：首先，對(duì)阻尼器活塞桿發(fā)生的伸縮位移等進(jìn)

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，橋梁定期檢測(cè)，尤其是城市橋梁，對(duì)橋梁養(yǎng)護(hù)有重要作用，是保證橋梁安全的重要環(huán)節(jié)，應(yīng)得到相關(guān)人員的高度重視。在實(shí)際的定期檢測(cè)工作中，應(yīng)在做好自動(dòng)檢測(cè)、空間形態(tài)測(cè)量與索力檢測(cè)的基礎(chǔ)上，引入關(guān)鍵部位相對(duì)位移定期檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果分析結(jié)構(gòu)異常類型和原因，為解決方案的制定提供依據(jù)，從而加強(qiáng)橋梁養(yǎng)護(hù)維修針對(duì)性，達(dá)到及時(shí)消除隱患，保證橋梁安全的目的。行觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)橋梁關(guān)鍵部位在兩年內(nèi)未因強(qiáng)風(fēng)而發(fā)生位移，仍處在理想的安全狀態(tài)；其次，對(duì)橫梁球鉸支座進(jìn)行觀測(cè)，確定其是否發(fā)生縱向位移，得知主橋全長(zhǎng)范圍內(nèi)因溫度因素影響發(fā)生的變化量處在標(biāo)準(zhǔn)要求的范圍內(nèi)；再次，對(duì)邊跨系梁和橋頭堡之間的距離進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，得知橋頭堡未發(fā)生橫橋向傾斜，且邊跨系梁未發(fā)生側(cè)向位移，均保持在良好狀態(tài)；最后，從檢測(cè)數(shù)據(jù)上看，邊跨端橫梁及相鄰過(guò)渡段箱梁均處于穩(wěn)定狀態(tài)，基本沒(méi)有相對(duì)位移；橋梁上設(shè)置的Z形伸縮縫在順橋向發(fā)生的伸縮現(xiàn)象符合要求，且橫向變化可以忽視，滿足橋梁結(jié)構(gòu)正常的熱脹冷縮基本規(guī)律；在水平拉索中，其標(biāo)志點(diǎn)與保護(hù)筒沒(méi)有相對(duì)位移發(fā)生，說(shuō)明拉索末端和墩頭錨之間的固結(jié)良好，未發(fā)生松動(dòng)?？梢?jiàn)，關(guān)鍵部位相對(duì)位移檢測(cè)具有重要作用，能幫助工作人員了解各部位實(shí)際狀態(tài)，從而制定有效的處理方案。