公路橋梁檢查中存在的問題與巡檢系統設計

馬赟　于品德　劉海寬　宋粉麗

摘 要：橋梁檢查工作是維修養護的基礎，是橋梁養護決策的重要依據。針對橋梁經常性檢查工作中監督管理難、現場檢查技術不規范、效率低等問題，本文設計了以云平臺為基礎、以移動設備為終端的橋梁巡檢系統。該系統基于任務驅動模式，能夠專業、規范、便捷和高效地實現橋梁經常檢查，實現橋梁養護的精細化管理。

關鍵詞：橋梁檢查;云平臺;巡檢系統;移動設備

中圖分類號：TP311.52文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2020）14-0091-03

Problems Existing in Highway Bridge Inspection and Design of Inspection System

MA Yun1，2 YU Pinde1，2 LIU Haikuan1，2 SONG Fenli1，2

（1. Henan Transporation Research Institute C o.， Ltd.，Zhengzhou Henan 450015;2. Highway Bridge Safety Inspection and Reinforcement Technology Transportation Industry Research and Development Center，Zhengzhou Henan 450015）

Abstract： Bridge inspection is the basis of maintenance and is an important basis for bridge maintenance decisions. Aiming at the problems of difficult supervision and management of bridges， irregular on-site inspection technology and low efficiency， a bridge inspection system based on the cloud platform and mobile devices as the terminal was designed in this paper. The system is based on a task-driven model， which can professionally， regularly， conveniently and efficiently implement bridge frequent inspections and achieve fine management of bridge maintenance.

Keywords： bridge inspection;cloud platform;inspection system;mobile devices

橋梁一般是指跨越江河、湖海、山澗、不良地質或其他交通需要而架設的建筑物。橋梁是道路的重要組成部分，橋梁的建設使車輛和行人的通行更加便捷。橋梁的發展與交通運輸需求和交通工具的變革密不可分，交通運輸行業的不斷發展對橋梁在承載能力、結構布局和跨越能力等方面提出新的要求，也推動了橋梁工程技術的發展。經濟社會的發展、科學技術的進步也有力地促進了橋梁建設技術水平的提高，使之更好地適應交通運輸的發展要求。改革開放以來，隨著經濟社會發展的需要，中國交通基礎設施建設高速發展，大批公路橋梁先后建設完成并投入運營。隨著橋梁服役年限的不斷增加，大批橋梁陸續進入養護維修期。橋梁養護工作的好壞不僅影響公路功能的有效發揮，更影響廣大人民群眾的生命財產安全和公共安全，事關民生安全和福祉。因此，公路橋梁的檢查和養護工作意義重大，是公路可持續發展的重要保證。橋梁檢查工作是維修養護的基礎，是橋梁養護決策的重要依據。

1 橋梁的經常檢查

1.1 經常檢查的重要性

橋梁檢查分為經常檢查、定期檢查和特殊檢查。經常檢查主要指對橋面設施、上部結構、下部結構及附屬構造物的技術狀況進行的檢查;定期檢查為評定橋梁使用功能，制定管理養護計劃提供基本數據，對橋梁主體結構及其附屬構造物的技術狀況進行的全面檢查，它為橋梁養護管理系統搜集結構技術狀態的動態數據;特殊檢查是查清橋梁的病害原因、破損程度、承載能力抗災能力[1-2]，確定橋梁技術狀況的工作。

橋梁經常檢查是檢測養護體系中的第一步，其作用不言而喻。經常性檢查是針對較明顯缺陷的檢查，檢查為橋梁表面的檢查，主要對結構異常、橋及其橋區施工作業情況的檢查和橋面系、交通標志、限載標志及其他附屬設施等的外觀情況進行日常巡檢[3-4]。根據現行技術規范的規定，經常檢查周期不少于每月1次，汛期增加檢查頻率;三、四、五類橋梁，立即安排定期檢查。經常性檢查的目的是確保結構功能正常，使結構能得到及時的養護和緊急處置，對需要檢修的一些大問題進行報告。

1.2 經常檢查的工作流程

經常檢查有橋梁管養單位的橋梁養護工程師負責組織實施，流程如圖1所示。

橋梁養護工程師根據轄區橋梁數量、橋梁技術狀況及經常檢查頻率要求制定經常檢查計劃;根據檢查計劃安排檢查人員及相應儀器設備，橋梁養護工程師負責對檢查人員進行相關培訓;檢查人員按照橋梁經常檢查項目表對待檢橋梁逐項檢查，記錄相應缺損，并當場填寫公路橋梁經常檢查記錄表;橋梁養護工程師根據經常檢查資料定期總結，制定保養維修計劃，安排定期檢查。

經常檢查以目測為主，宜采用簡單儀器配合檢查[5-7]。應現場填寫《橋梁經常檢查記錄表》，登記所檢查橋梁的缺損類型、維修工程量，提出相應的養護措施。對嚴重的病害要詳細描述，并留取影像資料。

2 橋梁經常檢查存在的問題

2.1 監督管理難度大

橋梁經常檢查的主體是各級公路管理部門，經常檢查的實施模式略有差異，對收費公路來說，其日常維護工作由專業的養護公司負責，其中也包含日常檢查工作。對非收費性質的國省干線公路橋梁，實行省、市、縣三級管理，省公路管理部門負責全省公路養護的行業管理，市級公路管理部門負責轄區內國、省干線公路橋梁的監管;縣級公路管理部門負責轄區內國、省干線公路橋梁的經常檢查。縣級橋梁養護工程師負責日常檢查的實施，一般由道班養護人員進行檢查。

橋梁經常檢查需要技術人員到達現場檢查，公路管理部門缺乏有效的監管手段，不能對現場情況進行監督，造成部分檢查人員對橋梁日常檢查、養護工作的重要性認識不夠，對橋梁的檢查力度不夠，工作敷衍了事，巡查也只是走過場，起不到實際作用。

2.2 專業化水平低

橋梁經常檢查是專業性強、技術要求高的工作。橋梁養護工程師作為橋梁管養的直接負責人、養護措施的制定和實施者，其技術水平的高低直接影響橋梁技術等級評定的準確與否。現場檢查人員是橋梁經常檢查的實施者，是獲取橋梁病害信息的主要來源，因此現場檢查人員需掌握一定的橋梁專業知識、能準確識別橋梁常見病害，能對病害進行客觀、完整記錄。分析橋梁病害原因的能力都直接影響橋梁等級的評定及養護效果。

2.3 現場工作效率低

當前的經常檢查工作通常都采用以紙制卡片記錄病害、現場拍照輔助說明的方式進行。這種完全依賴手工記錄的工作方式在很大程度上制約了橋梁日常檢查的工作效率。數據采集過程中，病害描述容易受到橋梁檢測人員的知識水平、認識能力的影響，不能做到標準化，會對橋梁技術狀況評定產生影響。

2.4 資料管理不規范，數據難利用

按照公路養護管理規定，在橋梁全壽命周期中，以每座橋按照規范要求每月進行一次經常檢查，每座橋梁按照要求的內容進行檢查，將產生大量的資料。當前情況下，紙質資料和照片均由人工歸檔保存，存在資料保存不善而遺失等諸多問題，造成發現的問題不能形成連貫性，在查詢和后期整理上帶來了諸多不便。

橋梁經常檢查資料，可以為養護決策提供依據，人們不僅需要進行本橋全壽命周期內的性能趨勢分析，也需要實現同類型橋梁橫向對比，包括養護方式、養護頻率等對比分析，以保證最優的橋梁養護效果。日常檢查積累形成的成套紙質巡檢資料不能做到高效、及時的分析加工和多次使用，更做不到通過該數據結果及時掌握橋梁病害變化趨勢，為后期的養護決策提供數據支持。

3 基于云平臺的橋梁巡檢系統設計

3.1 系統設計思路

橋梁巡檢系統緊密結合管理要求和技術要求來設計，系統流程與養護管理流程一致，系統數據采集滿足橋梁管養技術的要求，本系統設計的基本目標如下：以統一的數據庫實現對養護巡檢數據的信息化管理;以移動巡檢終端代替紙質巡檢方式，實現標準化采集、實時傳遞;以養護管理流程要求為基礎，實現經常檢查工作流程標準化，形成巡查養護的閉環管理;以檢查數據為中心驅動養護決策。

基于上述目標，對橋梁巡檢系統進行設計，系統整體框架由云端數據庫、移動數據終端和數據后臺管理系統三個部分組成，平臺整體組成框架如圖2所示，移動端操作界面如圖3所示。

3.2 檢查流程的設計

巡檢系統的核心功能為專業、便捷和高效地實現橋梁經常檢查。系統巡檢流程設計為任務驅動式模式，首先要滿足管理要求，并考慮了實際操作的便捷性和專業性。橋梁巡檢工作由橋梁養護工程師負責組織實施，由巡檢人員現場實施，完成巡檢任務，采集病害、上傳數據。系統設計基本工作流程如圖4所示。

在系統中，由橋梁養護工程師根據橋梁巡檢周期，制定巡檢計劃，并將任務分配到具體的巡檢人員。巡檢人員領取巡檢任務后，到達橋梁現場進行巡檢，通過巡檢終端（手機、平板電腦）可方便地記錄橋梁病害，完成現場巡檢任務并上傳數據。巡檢人員到達橋梁現場，需要通過巡檢終端的定位功能完成現場簽到，以此實現對巡檢工作的監管，養護工程師負責對巡檢任務完成情況的考核，包括巡檢的頻率是否滿足、巡檢內容是否滿足、巡檢是否及時等。橋梁工程師根據巡檢數據生成巡檢報表病存檔;統計需要維修保養的病害數量，安排保養計劃;根據歷次巡檢數據，對比典型病害發展情況。

3.3 主要功能模塊

橋梁巡檢系統功能模塊組成如圖5所示，主要由公路管理、橋梁管理、巡檢管理、病害管理、文檔管理、系統管理和巡檢客戶端等7個模塊組成。

公路管理模塊主要實現對公路信息的管理，包括路線基本信息、里程樁號及路線軌跡數據管理。橋梁管理模塊是管理橋梁基礎信息，包括橋梁基本信息、地理位置信息、位置信息及圖片信息等。巡檢管理是系統的核心業務模塊，主要實現巡檢計劃的制定及流程管理，模塊分監管單位和養護單位角色，監管單位負責計劃的制定與考核，養護單位負責巡檢任務執行和數據采集。病害管理模塊實現對橋梁病害的統計分析、巡檢報表生成、病害發展對比等。文檔管理模塊實現“一橋一檔”功能，按橋梁實現電子文檔的管理;巡檢客戶端為數據終端程序，主要功能包括橋梁巡檢數據采集及養護工作精細化管理。

4 結語

橋梁養護工作的好壞不僅影響公路功能的有效發揮，更影響廣大人民群眾生命財產安全和公共安全，做好公路橋梁的檢查和養護工作意義重大，是公路可持續發展的客觀要求。針對目前橋梁經常檢查工作中存在的監督管理難、現場檢查技術不規范、巡檢效率低等問題，本文設計了一套基于云平臺的橋梁巡檢系統。該系統的使用可規避現有橋梁經常檢查中存在的一系列問題，在提高效率的同時，規范了橋梁現場檢查工作，實現橋梁養護技術工作的精細化管理。

參考文獻：

[1]交通運輸部.公路橋梁技術狀況評定標準：JTG/T H21-2011[S].北京：人民交通出版社，2011.

[2]交通部.公路橋涵養護規范：JTG H11—2004[S].北京：人民交通出版社，2004.

[3]吳圣賢.《公路橋梁技術狀況評定標準》應用研究及系統研發[D].合肥：合肥工業大學，2016.

[4]陳卓，黃光清，潘飛.山區公路橋梁掌上檢查系統簡介[J].公路交通技術，2011（6）：80-82.

[5]袁澤瑤.基于Android平臺的人工橋梁檢測系統研究[D].武漢：武漢理工大學，2013.

[6]殷金穩，宋剛.基于云平臺的手持式智能橋梁巡檢系統研究[J].公路交通技術，2016（6）：77-79.

[7]蘇毅.遼寧省國省干線公路橋梁養護管理體系構建[J].北方交通，2016（1）：76-78.