縣鄉(xiāng)道公路橋梁健康監(jiān)測與維護(hù)策略分析

牛愛國，宋良友

（1.廣饒縣交通運(yùn)輸局，山東 東營 257300；2.山東聚佰源市政工程有限公司，山東 東營 257300）

0 引言

受建設(shè)時期、設(shè)計水平、施工質(zhì)量等因素的影響，我國部分縣鄉(xiāng)道公路橋梁存在安全隱患。在此背景下，確?？h鄉(xiāng)道公路橋梁安全運(yùn)行已成為當(dāng)務(wù)之急。公路橋梁健康監(jiān)測作為一種評估公路橋梁性能和及時發(fā)現(xiàn)潛在隱患的有效手段，通過實時監(jiān)測公路橋梁力學(xué)響應(yīng)、變形、裂縫等指標(biāo)，為工作人員的維護(hù)工作提供科學(xué)依據(jù)。因此，深入研究橋梁健康監(jiān)測技術(shù)及其在縣鄉(xiāng)道公路橋梁中的應(yīng)用，具有重要的理論和實踐意義。

1 縣鄉(xiāng)道公路橋梁現(xiàn)狀分析

我國縣鄉(xiāng)道公路橋梁在長期使用和日常維護(hù)中逐漸顯現(xiàn)出一系列挑戰(zhàn)。

第一，部分地區(qū)縣鄉(xiāng)道公路橋梁的數(shù)量相對匱乏，供需失衡，導(dǎo)致交通便捷性不足，制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

第二，歷史原因及區(qū)域發(fā)展不均衡使得部分老舊縣鄉(xiāng)道公路橋梁的建設(shè)和維修工作滯后，存在一些安全隱患。

第三，縣鄉(xiāng)道公路橋梁建設(shè)與維護(hù)的投入相對不足。由于縣鄉(xiāng)地區(qū)經(jīng)濟(jì)相對欠發(fā)達(dá)，財力有限，對于公路橋梁的建設(shè)和維護(hù)投入不足，導(dǎo)致部分橋梁老化嚴(yán)重，難以滿足日益增長的交通流量需求。此外，在優(yōu)先投入資金時，縣鄉(xiāng)地區(qū)更多考慮基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，如水電、通信等，從而使得公路橋梁投入相對不足，進(jìn)而制約公路橋梁建設(shè)的進(jìn)一步發(fā)展。

第四，縣鄉(xiāng)道公路橋梁的設(shè)計水平有待提高。受限于條件和技術(shù)水平的制約，部分縣鄉(xiāng)地區(qū)的公路橋梁設(shè)計存在一定瑕疵，在崎嶇的山區(qū)地帶，復(fù)雜的地形和不安定的地質(zhì)條件使得公路橋梁建設(shè)面臨艱巨的挑戰(zhàn)，設(shè)計的不合理會導(dǎo)致部分橋梁承載能力不足、抗震性能較弱，從而限制交通運(yùn)輸?shù)陌踩耘c高效性。

第五，縣鄉(xiāng)道公路橋梁的維護(hù)管理不足。由于經(jīng)費(fèi)緊張、管理體系滯后等原因，部分縣鄉(xiāng)地區(qū)的公路橋梁維護(hù)工作難以落實。缺乏定期巡查與保養(yǎng)，使得橋梁病害難以及時發(fā)現(xiàn)并修復(fù)，從而加劇公路橋梁的損毀程度。

另外，針對部分交通運(yùn)輸壓力較大的縣鄉(xiāng)道公路橋梁，缺乏有效的交通管控措施與維護(hù)設(shè)施，導(dǎo)致交通事故發(fā)生的風(fēng)險上升。

2 縣鄉(xiāng)道公路橋梁健康監(jiān)測方法與應(yīng)用

2.1 監(jiān)測技術(shù)概述

現(xiàn)今，監(jiān)測技術(shù)被廣泛應(yīng)用，其中包括傳統(tǒng)監(jiān)測方法與現(xiàn)代智能監(jiān)測系統(tǒng)兩大類別。傳統(tǒng)監(jiān)測方法主要涵蓋人工巡檢、測斜儀、附體式應(yīng)變計等，然而，傳統(tǒng)監(jiān)測方法在操作便利性及數(shù)據(jù)采集全面性方面存在不足，導(dǎo)致其應(yīng)用領(lǐng)域日漸受限。

相較于傳統(tǒng)監(jiān)測方式，現(xiàn)代智能監(jiān)測系統(tǒng)具有自動化、全天候、多參數(shù)、高精度等優(yōu)勢，可全方位實時監(jiān)控縣鄉(xiāng)道公路橋梁的結(jié)構(gòu)狀況、荷載動態(tài)及環(huán)境變化等多方面信息。

其中，振動傳感器、動應(yīng)變傳感器、變形傳感器等在公路橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測領(lǐng)域扮演著舉足輕重的角色；壓力傳感器、溫度傳感器等用于荷載與環(huán)境監(jiān)測；圖像識別技術(shù)與雷達(dá)測距技術(shù)用于公路橋梁結(jié)構(gòu)缺陷的監(jiān)測與分析[1]。

此外，為更好地應(yīng)對公路橋梁健康監(jiān)測的工作需求，還面臨著大數(shù)據(jù)分析和云平臺應(yīng)用的挑戰(zhàn)。伴隨物聯(lián)網(wǎng)科技的飛速進(jìn)步，利用大數(shù)據(jù)分析和云平臺應(yīng)用，全面剖析與高效管理縣鄉(xiāng)道公路橋梁的健康監(jiān)測數(shù)據(jù)，可以實現(xiàn)風(fēng)險預(yù)警與精準(zhǔn)預(yù)測，并為相關(guān)部門提供有力的決策依據(jù)。

2.2 設(shè)備與技術(shù)選擇

首先，可以應(yīng)用非接觸式檢測技術(shù)，如激光測距儀、測振儀精準(zhǔn)獲取公路橋梁的結(jié)構(gòu)形變與振動數(shù)據(jù)，進(jìn)而評估其健康狀況。此外，該類設(shè)備具備高精度與高靈敏度的優(yōu)勢，對微小變化靈敏響應(yīng)，能夠提前發(fā)現(xiàn)潛在隱患，防止事故發(fā)生。

其次，應(yīng)采用無損檢測技術(shù)，例如超聲波檢測、磁粉檢測等，在不對公路橋梁結(jié)構(gòu)造成損害的前提下，該技術(shù)能夠精準(zhǔn)地深度剖析和評估材料內(nèi)部的瑕疵、裂紋等。通過對公路橋梁的表層及內(nèi)部材料實施全面、深入的無損檢測，有望及時發(fā)掘潛在的結(jié)構(gòu)隱患，進(jìn)而采取針對性的修復(fù)與加固措施[2]。

最后，為全方位掌握縣鄉(xiāng)道公路橋梁健康狀況，還可以應(yīng)用傳感器技術(shù)。在關(guān)鍵部位安裝傳感器，便能實時監(jiān)測公路橋梁的荷載、變形、溫度等關(guān)鍵指標(biāo)，迅速分析和評估縣鄉(xiāng)道公路橋梁健康狀況。如此，管理者能夠及時采取相應(yīng)措施，進(jìn)行科學(xué)合理的維護(hù)與管理，降低安全風(fēng)險[3]。

2.3 監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理與分析

通過合理處置與深入剖析監(jiān)測數(shù)據(jù)，方能全面洞悉公路橋梁健康狀況，迅速察覺潛在問題，進(jìn)而采取相應(yīng)修復(fù)措施。

第一，監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理是對原始測量數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、篩選和校正的過程。在數(shù)據(jù)的整理階段，應(yīng)對監(jiān)測所得的各種參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、歸檔，構(gòu)建完整的數(shù)據(jù)庫，為后續(xù)分析與比較奠定基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)的篩選目標(biāo)是摒除異常值和誤差數(shù)據(jù)，確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性與可靠性。而在校正數(shù)據(jù)環(huán)節(jié)，要依據(jù)公路橋梁結(jié)構(gòu)性能的理論依據(jù)及實際運(yùn)行狀況，對特定因素如溫度、濕度等進(jìn)行修正。

第二，監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析是對處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計、評估和預(yù)測的過程。通過洞察數(shù)據(jù)精髓，可以充分掌握公路橋梁的動態(tài)演變法則和長期運(yùn)行態(tài)勢，為后續(xù)評估和預(yù)測奠定堅實基礎(chǔ)。評估數(shù)據(jù)源于公路橋梁設(shè)計規(guī)范與評估標(biāo)準(zhǔn)，對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行定性與定量分析，旨在審視公路橋梁結(jié)構(gòu)安全與功能完備，以及是否存在待修復(fù)或加固等情況。預(yù)測數(shù)據(jù)是依托數(shù)學(xué)模型與計算技巧，立足歷史數(shù)據(jù)及監(jiān)測趨勢，預(yù)見公路橋梁未來健康走勢與維護(hù)需求，從而提前規(guī)劃維護(hù)方案。

第三，在處理和分析監(jiān)測數(shù)據(jù)的過程中，充分應(yīng)用現(xiàn)代科技手段與工具。例如，計算機(jī)輔助設(shè)計軟件有助于數(shù)據(jù)的處理與分析，構(gòu)建模型、仿真試驗，真實再現(xiàn)公路橋梁在各異荷載及環(huán)境條件下的變形狀況。同時，依托信息化技術(shù)，遠(yuǎn)程監(jiān)測與云平臺得以實時監(jiān)控公路橋梁健康狀況，對異常情況及時發(fā)出預(yù)警并采取相應(yīng)措施[4]。

2.4 監(jiān)測成果的應(yīng)用

首先，在日常運(yùn)營維護(hù)方面，監(jiān)測成果的應(yīng)用可以提供橋梁的實時狀態(tài)數(shù)據(jù)和健康狀況評估。通過敏銳地捕捉公路橋梁的結(jié)構(gòu)信息、應(yīng)力分布、振動等數(shù)據(jù)，能夠迅速發(fā)現(xiàn)其中存在的潛在問題和隱患，并及時發(fā)出預(yù)警，制定預(yù)防措施。該做法有助于提前進(jìn)行修復(fù)和維護(hù)工作，規(guī)避事故風(fēng)險[5]。

其次，監(jiān)測成果的應(yīng)用為縣鄉(xiāng)道公路橋梁設(shè)計、施工及養(yǎng)護(hù)提供科學(xué)依據(jù)與技術(shù)指導(dǎo)。通過深入剖析和精煉處理監(jiān)測數(shù)據(jù)，得以評估公路橋梁的壽命與性能，為設(shè)計與施工階段提供切實可行的指導(dǎo)，降低結(jié)構(gòu)瑕疵及質(zhì)量隱患。此外，監(jiān)測成果還有助于制定公路橋梁養(yǎng)護(hù)維修策略，合理籌劃養(yǎng)護(hù)資金投入，提升養(yǎng)護(hù)工作的效率及精確度。

最后，在公路橋梁管理和運(yùn)營領(lǐng)域，應(yīng)用監(jiān)測成果為相關(guān)部門提供決策依據(jù)與資源調(diào)度的支撐。通過長期分析監(jiān)測數(shù)據(jù)變化趨勢及維修記錄，可制定出科學(xué)的管理策略，實現(xiàn)運(yùn)營成本的優(yōu)化及資源利用率的提升。此外，監(jiān)測成果還為相關(guān)部門提供數(shù)據(jù)依據(jù)，助力申請經(jīng)費(fèi)與項目資助，進(jìn)一步推動縣鄉(xiāng)道公路橋梁建設(shè)及維護(hù)的改進(jìn)與發(fā)展[6]。

3 縣鄉(xiāng)道公路橋梁維護(hù)策略分析

3.1 基于健康監(jiān)測數(shù)據(jù)的維護(hù)策略

針對縣鄉(xiāng)道公路橋梁結(jié)構(gòu)老化問題，可以借助健康監(jiān)測數(shù)據(jù)精準(zhǔn)評估其使用壽命與強(qiáng)度狀況。根據(jù)數(shù)據(jù)分析成果，制訂定期維護(hù)計劃，針對性地修復(fù)潛在問題，從而延長公路橋梁的使用壽命。同時，可以加大日常巡查力度，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化，靈活調(diào)整修復(fù)方案，確保公路橋梁安全穩(wěn)定。

針對垮塌與裂縫等問題，健康監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析可以提供強(qiáng)有力的依據(jù)。通過對數(shù)據(jù)的深入挖掘，評估公路橋梁的承載能力和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，并據(jù)此制定出相應(yīng)的維護(hù)策略。針對垮塌問題，采取增設(shè)支撐、加固橋墩等方法進(jìn)行修繕；針對裂縫問題，則可通過填充材料加以修復(fù)。同時，應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)手段，如無損檢測技術(shù)和激光掃描技術(shù)進(jìn)行全面檢測，以確保維修成效的可靠性與有效性[7]。

縣鄉(xiāng)道公路橋梁的健康監(jiān)測數(shù)據(jù)的應(yīng)用范疇廣泛，可以預(yù)測未來維護(hù)需求。通過深入分析歷史數(shù)據(jù)，可以揭示公路橋梁維護(hù)保養(yǎng)的周期性與規(guī)律性。據(jù)此，因地制宜，制訂適當(dāng)?shù)木S護(hù)計劃，使維修與保養(yǎng)工作得以定期開展，確?？h鄉(xiāng)道公路橋梁在使用過程中避免出現(xiàn)嚴(yán)重問題，為縣鄉(xiāng)道的順暢通行保駕護(hù)航[8]。

3.2 加強(qiáng)預(yù)防性維護(hù)與主動性維護(hù)

在縣鄉(xiāng)道公路橋梁維護(hù)策略中，預(yù)防性維護(hù)與主動性維護(hù)兩大策略至關(guān)重要。預(yù)防性維護(hù)倡導(dǎo)的是在公路橋梁受損之前，定期予以檢修與保養(yǎng)，以確保其恒久安全穩(wěn)定地運(yùn)行。而主動性維護(hù)則是在公路橋梁出現(xiàn)破損或故障時，迅速采取針對性的修復(fù)和恢復(fù)措施。

其一，預(yù)防性維護(hù)是實施公路橋梁管理的重要手段之一。通過定期巡查與檢測，捕捉公路橋梁潛在的危險和隱患。相關(guān)部門應(yīng)規(guī)劃設(shè)計出科學(xué)合理的巡查路線，涵蓋公路橋梁結(jié)構(gòu)的細(xì)微之處、分類評估以及性能監(jiān)測等內(nèi)容。定期進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全評估和荷載測試有助于更加精準(zhǔn)評估公路橋梁的負(fù)載能力，從而及時開展必要的維修加固工作。除此之外，還需密切關(guān)注公路橋梁周邊積水、雨水系統(tǒng)及沉積物的清理，防止水患和污染對公路橋梁造成侵蝕。

其二，主動性維護(hù)的核心在于迅速響應(yīng)和高效處理縣鄉(xiāng)道公路橋梁的受損事件。相關(guān)部門應(yīng)構(gòu)建完善的應(yīng)急預(yù)案和突發(fā)事件處理機(jī)制，確保在公路橋梁遭遇緊急狀況時能夠迅速采取措施進(jìn)行維修和保護(hù)。例如，當(dāng)公路橋梁遭受自然災(zāi)害、事故或其他突發(fā)事件的侵害時，立即調(diào)動人力、物力和技術(shù)力量開展緊急修復(fù)工作，以盡快恢復(fù)通行。主動性維護(hù)也注重動態(tài)監(jiān)測和追蹤管理，通過應(yīng)用傳感器設(shè)備等先進(jìn)科技手段，實時監(jiān)測公路橋梁狀況和變化，迅速發(fā)現(xiàn)并解決潛在問題[9]。

3.3 構(gòu)建完善的公路橋梁信息化管理系統(tǒng)

公路橋梁信息化管理系統(tǒng)是一個集健康監(jiān)測、數(shù)據(jù)分析、維修管理、安全評估等功能于一體的綜合性管理平臺。通過該系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對縣鄉(xiāng)道公路橋梁全面、實時、準(zhǔn)確的監(jiān)測和管理，提高維護(hù)的效率和針對性。

具體而言，首先，通過安裝傳感器、攝像頭等監(jiān)測設(shè)備實時監(jiān)測公路橋梁的結(jié)構(gòu)狀態(tài)、環(huán)境參數(shù)等信息，及時發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患。其次，利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析和挖掘，為維護(hù)工作提供科學(xué)依據(jù)。再次，數(shù)據(jù)分析與決策支持是公路橋梁信息化管理系統(tǒng)的關(guān)鍵。通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，可以評估公路橋梁的安全狀況，預(yù)測未來的發(fā)展趨勢，為決策提供支持。最后，公路橋梁信息化管理系統(tǒng)還應(yīng)具備安全評估與預(yù)警功能。通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)的綜合分析，可以評估公路橋梁的安全狀況，及時發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行預(yù)警和處置[10]。

3.4 維護(hù)資源的優(yōu)化配置

在人員配置方面，首先需要確保縣鄉(xiāng)道公路橋梁維護(hù)團(tuán)隊具備專業(yè)的技術(shù)能力和豐富的實踐經(jīng)驗。同時，針對不同類型和規(guī)模的公路橋梁，合理配置維護(hù)人員，確保人力資源的高效利用。此外，還可以通過定期培訓(xùn)和技能提升，提高維護(hù)人員的專業(yè)素養(yǎng)和應(yīng)對突發(fā)情況的能力。

在設(shè)備配置方面，應(yīng)根據(jù)公路橋梁的實際情況和維護(hù)需求，選擇合適的維護(hù)設(shè)備和工具，確保設(shè)備的先進(jìn)性和實用性。同時，定期對設(shè)備進(jìn)行檢查和維護(hù)，確保其處于良好狀態(tài)，以提高維護(hù)工作的效率和質(zhì)量。

在經(jīng)費(fèi)配置方面，應(yīng)根據(jù)公路橋梁的實際情況和維護(hù)需求，合理制訂預(yù)算計劃，確保經(jīng)費(fèi)的充足供應(yīng)。同時，加強(qiáng)經(jīng)費(fèi)的監(jiān)管和使用，避免浪費(fèi)和挪用，確保經(jīng)費(fèi)的合理使用[11]。

4 結(jié)語

總之，縣鄉(xiāng)道公路橋梁健康監(jiān)測與維護(hù)是保障安全運(yùn)行、促進(jìn)交通運(yùn)輸事業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)工作。通過加強(qiáng)健康監(jiān)測、制定合理的維護(hù)策略可以有效提高縣鄉(xiāng)道公路橋梁的健康狀況，為我國交通運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展提供有力支持。未來，隨著科技的不斷進(jìn)步和交通運(yùn)輸事業(yè)的快速發(fā)展，縣鄉(xiāng)道公路橋梁健康監(jiān)測與維護(hù)將面臨更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，只有緊緊抓住公路橋梁健康監(jiān)測與維護(hù)這個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，積極探索新的技術(shù)和管理方法，才能不斷提高縣鄉(xiāng)道公路橋梁的健康水平。