探析城市橋梁的定期檢測技術運用

章長玖 睢國肖 牛沛強

從歷年來橋梁倒塌事故看，很多都是由于未進行養(yǎng)護或養(yǎng)護不到位造成，而橋梁定期檢測是養(yǎng)護維修的基礎環(huán)節(jié)，對保證養(yǎng)護維修效果有重要作用。本文針對城市橋梁定期檢測，在簡單介紹橋梁檢測與養(yǎng)護重要性的基礎上，結合城市橋梁實例，對其定期檢測技術與具體運用進行深入分析，旨在為實際的橋梁檢測工作提供方法和依據。

一、城市橋梁檢測養(yǎng)護重要性

城市橋梁是城市交通樞紐，承擔較大流量，無論是對城市居民日常出行還是城市經濟發(fā)展，都有重要推動作用。但如果橋梁結構因檢測養(yǎng)護不及時而出現坍塌，則會造成極為惡劣的后果。比如韓國圣水大橋坍塌，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，需要通過檢測隨時掌握橋梁結構實際情況，從而有針對性的進行養(yǎng)護維修，起到預防災難發(fā)生的作用。這在很大程度上凸顯出橋梁檢測及養(yǎng)護重要性。對橋梁養(yǎng)護部門而言，需要在認識橋梁檢測及養(yǎng)護重要性的基礎上，完善管理制度，優(yōu)化技術手段，以此提高技術水平，實現保證橋梁安全的目標。

怎樣才能保證橋梁各結構構件完好，使橋梁處在穩(wěn)定且受控的狀態(tài)，需要檢測養(yǎng)護單位及有關部門大力支持，特別是要研究使用某一種方法來做好檢測與養(yǎng)護。橋梁結構綜合評估經驗表明，只有切實提升橋梁檢測能力和養(yǎng)護及其管理水平，才能真正保證橋梁安全。可見，在實際工作中，應根據橋梁實際情況，結合現有條件，制定合理可行且有針對性的檢測方法，尤其是定期檢測，這是保證橋梁安全關鍵所在。

二、城市橋梁定期檢測技術實踐應用

1.工程概況

某城市橋梁為全鋼結構系桿拱橋，總長為3860m，主橋高110m，本橋梁設計與施工整合了斜拉橋、懸索橋與拱橋技術，主跨徑可達550m。本橋梁截至目前已通車十余年，日均流量超過9萬輛，它的投運，極大的緩解了城市交通壓力，社會效益十分明顯。

要確保橋梁結構構件安全始終處在受控狀態(tài)，需要掌握橋梁運行時的結構實際變化，包括受力與位移等，以此為依據判斷異常情況，最后運用針對性措施予以處理或改進。基于此，針對本橋梁，結合其結構特征，決定從以下四方面入手進行定期檢測：第一，自動檢測，包括結構的溫度、撓度與應力等；第二，定期測量橋梁空間形態(tài)；第三，索力檢測，主要針對橋梁拉索；第四，關鍵部位相對位移。

2.自動檢測

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構狀態(tài)信息，然后輸入至監(jiān)測系統進行整理、分析和存儲，以此為后續(xù)的分析工作提供參考依據和輔助。其中，測點的布置至關重要，需要根據現行技術規(guī)范，結合橋梁實際情況來進行，保證測點的充分反映出結構實際情況。

3.定期測量橋梁空間形態(tài)

進行空間形態(tài)測量的主要目的在明確拱肋節(jié)點發(fā)生的位移變化，和拱座間距及沉降等的實際變化。考慮到橋梁建成初期會產生較大幅度的變化，確定以下測量頻率：第一年至少測量4次，第二年與第三年至少測量2次。此外，檢測必須涵蓋以下內容：（1）拱肋三維變化，選取18個特征關鍵點，整合分析數據確定三維變化情況；（2）橋墩沉降測量，于引橋立柱與拱座等處共布置267個測點，用于實時觀測沉降，由于數據量較大，所以要用到計算機系統，進行數據整理與分析，并以曲線圖像等方式表達，以便于進行沉降分析；（3）跨距測量，觀測拱座間距發(fā)生的實際變化。

4.索力檢測

進行索力檢測的主要目的在于明確所有拉索所用索力，用于判斷拉索實際運行能否達到設計和標準要求。對于吊索的索力，當前常用隨機振動法進行檢測，測量并分析豎向索類的自振頻率，再對其實際拉力進行計算。這一檢測和計算方法現已十分成熟，能準確得出索體實際受力情況。

5.關鍵部位相對位移

橋梁結構安全自動監(jiān)測盡管在我國已經得到應用，但其技術仍然不夠成熟，缺乏可以進行自動分析的軟件，而且監(jiān)測斷面單一，所有結果集中表現為結構內在力學要素，想要將其作為依據進行判斷，還略顯不足，需要其它依據予以支持。而無論是空間形態(tài)測量還是索力檢測，均為必須執(zhí)行的，對技術與設備都有著很高要求，通常由專業(yè)測量機構負責，不僅需要很長的時間而且成本高昂，實時性也較差，亟待改善。基于此，考慮在上述定期檢測的基礎上，增加一項檢測，即關鍵部位發(fā)生的相對位移，目前已取得一定進展和成效。其中，關鍵部位即位移可以直接反映出橋梁結構是否處于正常、安全狀態(tài)的構件或部位，可由專業(yè)養(yǎng)護部門隨時自行檢測，或按照一定計劃定期檢測，特別是在遭受極端惡劣天氣與災害后，可以立即對這些關鍵部位實際狀態(tài)及發(fā)生的變化進行檢測對比，從而快速判斷結構是否正常，消除安全隱患，保證橋梁安全。

基于本橋梁實際情況與各項特點，共選取12處關鍵部位，對應54個控制點，形成內在聯系密切的標準控制網。每個控制點都裝有高精度檢測裝置，借助這些裝置能隨時了解結構狀態(tài)，獲取相對位移數據。

近幾年，對于橋梁關鍵部位相對位移定期檢測，取得了良好的效果，成為橋梁檢測主要趨勢之一，表現為以下幾個方面：首先，對阻尼器活塞桿發(fā)生的伸縮位移等進

三、結語

綜上所述，橋梁定期檢測，尤其是城市橋梁，對橋梁養(yǎng)護有重要作用，是保證橋梁安全的重要環(huán)節(jié)，應得到相關人員的高度重視。在實際的定期檢測工作中，應在做好自動檢測、空間形態(tài)測量與索力檢測的基礎上，引入關鍵部位相對位移定期檢測，根據檢測結果分析結構異常類型和原因，為解決方案的制定提供依據，從而加強橋梁養(yǎng)護維修針對性，達到及時消除隱患，保證橋梁安全的目的。行觀測，發(fā)現橋梁關鍵部位在兩年內未因強風而發(fā)生位移，仍處在理想的安全狀態(tài)；其次，對橫梁球鉸支座進行觀測，確定其是否發(fā)生縱向位移，得知主橋全長范圍內因溫度因素影響發(fā)生的變化量處在標準要求的范圍內；再次，對邊跨系梁和橋頭堡之間的距離進行實時監(jiān)測，得知橋頭堡未發(fā)生橫橋向傾斜，且邊跨系梁未發(fā)生側向位移，均保持在良好狀態(tài)；最后，從檢測數據上看，邊跨端橫梁及相鄰過渡段箱梁均處于穩(wěn)定狀態(tài)，基本沒有相對位移；橋梁上設置的Z形伸縮縫在順橋向發(fā)生的伸縮現象符合要求，且橫向變化可以忽視，滿足橋梁結構正常的熱脹冷縮基本規(guī)律；在水平拉索中，其標志點與保護筒沒有相對位移發(fā)生，說明拉索末端和墩頭錨之間的固結良好，未發(fā)生松動。可見，關鍵部位相對位移檢測具有重要作用，能幫助工作人員了解各部位實際狀態(tài)，從而制定有效的處理方案。