探析城市桥梁的定期检测技术运用

章长玖 睢国肖 牛沛强

从历年来桥梁倒塌事故看，很多都是由于未进行养护或养护不到位造成，而桥梁定期检测是养护维修的基础环节，对保证养护维修效果有重要作用。本文针对城市桥梁定期检测，在简单介绍桥梁检测与养护重要性的基础上，结合城市桥梁实例，对其定期检测技术与具体运用进行深入分析，旨在为实际的桥梁检测工作提供方法和依据。

一、城市桥梁检测养护重要性

城市桥梁是城市交通枢纽，承担较大流量，无论是对城市居民日常出行还是城市经济发展，都有重要推动作用。但如果桥梁结构因检测养护不及时而出现坍塌，则会造成极为恶劣的后果。比如韩国圣水大桥坍塌，造成近32人伤亡；四川小南门大桥吊索断裂，导致桥面坍塌，造成2人伤亡；塔巴斯克州某桥梁坍塌，造成113人伤亡。从以上事故中可以看出，引发桥梁坍塌的原因是多方面的，需要通过检测随时掌握桥梁结构实际情况，从而有针对性的进行养护维修，起到预防灾难发生的作用。这在很大程度上凸显出桥梁检测及养护重要性。对桥梁养护部门而言，需要在认识桥梁检测及养护重要性的基础上，完善管理制度，优化技术手段，以此提高技术水平，实现保证桥梁安全的目标。

怎样才能保证桥梁各结构构件完好，使桥梁处在稳定且受控的状态，需要检测养护单位及有关部门大力支持，特别是要研究使用某一种方法来做好检测与养护。桥梁结构综合评估经验表明，只有切实提升桥梁检测能力和养护及其管理水平，才能真正保证桥梁安全。可见，在实际工作中，应根据桥梁实际情况，结合现有条件，制定合理可行且有针对性的检测方法，尤其是定期检测，这是保证桥梁安全关键所在。

二、城市桥梁定期检测技术实践应用

1.工程概况

某城市桥梁为全钢结构系杆拱桥，总长为3860m，主桥高110m，本桥梁设计与施工整合了斜拉桥、悬索桥与拱桥技术，主跨径可达550m。本桥梁截至目前已通车十余年，日均流量超过9万辆，它的投运，极大的缓解了城市交通压力，社会效益十分明显。

要确保桥梁结构构件安全始终处在受控状态，需要掌握桥梁运行时的结构实际变化，包括受力与位移等，以此为依据判断异常情况，最后运用针对性措施予以处理或改进。基于此，针对本桥梁，结合其结构特征，决定从以下四方面入手进行定期检测：第一，自动检测，包括结构的温度、挠度与应力等；第二，定期测量桥梁空间形态；第三，索力检测，主要针对桥梁拉索；第四，关键部位相对位移。

2.自动检测

在桥梁箱梁、拱座及拱肋中安装传感器，按1min/次的频率采集桥梁结构状态信息，然后输入至监测系统进行整理、分析和存储，以此为后续的分析工作提供参考依据和辅助。其中，测点的布置至关重要，需要根据现行技术规范，结合桥梁实际情况来进行，保证测点的充分反映出结构实际情况。

3.定期测量桥梁空间形态

进行空间形态测量的主要目的在明确拱肋节点发生的位移变化，和拱座间距及沉降等的实际变化。考虑到桥梁建成初期会产生较大幅度的变化，确定以下测量频率：第一年至少测量4次，第二年与第三年至少测量2次。此外，检测必须涵盖以下内容：（1）拱肋三维变化，选取18个特征关键点，整合分析数据确定三维变化情况；（2）桥墩沉降测量，于引桥立柱与拱座等处共布置267个测点，用于实时观测沉降，由于数据量较大，所以要用到计算机系统，进行数据整理与分析，并以曲线图像等方式表达，以便于进行沉降分析；（3）跨距测量，观测拱座间距发生的实际变化。

4.索力检测

进行索力检测的主要目的在于明确所有拉索所用索力，用于判断拉索实际运行能否达到设计和标准要求。对于吊索的索力，当前常用随机振动法进行检测，测量并分析竖向索类的自振频率，再对其实际拉力进行计算。这一检测和计算方法现已十分成熟，能准确得出索体实际受力情况。

5.关键部位相对位移

桥梁结构安全自动监测尽管在我国已经得到应用，但其技术仍然不够成熟，缺乏可以进行自动分析的软件，而且监测断面单一，所有结果集中表现为结构内在力学要素，想要将其作为依据进行判断，还略显不足，需要其它依据予以支持。而无论是空间形态测量还是索力检测，均为必须执行的，对技术与设备都有着很高要求，通常由专业测量机构负责，不仅需要很长的时间而且成本高昂，实时性也较差，亟待改善。基于此，考虑在上述定期检测的基础上，增加一项检测，即关键部位发生的相对位移，目前已取得一定进展和成效。其中，关键部位即位移可以直接反映出桥梁结构是否处于正常、安全状态的构件或部位，可由专业养护部门随时自行检测，或按照一定计划定期检测，特别是在遭受极端恶劣天气与灾害后，可以立即对这些关键部位实际状态及发生的变化进行检测对比，从而快速判断结构是否正常，消除安全隐患，保证桥梁安全。

基于本桥梁实际情况与各项特点，共选取12处关键部位，对应54个控制点，形成内在联系密切的标准控制网。每个控制点都装有高精度检测装置，借助这些装置能随时了解结构状态，获取相对位移数据。

近几年，对于桥梁关键部位相对位移定期检测，取得了良好的效果，成为桥梁检测主要趋势之一，表现为以下几个方面：首先，对阻尼器活塞杆发生的伸缩位移等进

三、结语

综上所述，桥梁定期检测，尤其是城市桥梁，对桥梁养护有重要作用，是保证桥梁安全的重要环节，应得到相关人员的高度重视。在实际的定期检测工作中，应在做好自动检测、空间形态测量与索力检测的基础上，引入关键部位相对位移定期检测，根据检测结果分析结构异常类型和原因，为解决方案的制定提供依据，从而加强桥梁养护维修针对性，达到及时消除隐患，保证桥梁安全的目的。行观测，发现桥梁关键部位在两年内未因强风而发生位移，仍处在理想的安全状态；其次，对横梁球铰支座进行观测，确定其是否发生纵向位移，得知主桥全长范围内因温度因素影响发生的变化量处在标准要求的范围内；再次，对边跨系梁和桥头堡之间的距离进行实时监测，得知桥头堡未发生横桥向倾斜，且边跨系梁未发生侧向位移，均保持在良好状态；最后，从检测数据上看，边跨端横梁及相邻过渡段箱梁均处于稳定状态，基本没有相对位移；桥梁上设置的Z形伸缩缝在顺桥向发生的伸缩现象符合要求，且横向变化可以忽视，满足桥梁结构正常的热胀冷缩基本规律；在水平拉索中，其标志点与保护筒没有相对位移发生，说明拉索末端和墩头锚之间的固结良好，未发生松动。可见，关键部位相对位移检测具有重要作用，能帮助工作人员了解各部位实际状态，从而制定有效的处理方案。