公路桥梁检查中存在的问题与巡检系统设计

马赟　于品德　刘海宽　宋粉丽

摘 要：桥梁检查工作是维修养护的基础，是桥梁养护决策的重要依据。针对桥梁经常性检查工作中监督管理难、现场检查技术不规范、效率低等问题，本文设计了以云平台为基础、以移动设备为终端的桥梁巡检系统。该系统基于任务驱动模式，能够专业、规范、便捷和高效地实现桥梁经常检查，实现桥梁养护的精细化管理。

关键词：桥梁检查;云平台;巡检系统;移动设备

中图分类号：TP311.52文献标识码：A文章编号：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

桥梁一般是指跨越江河、湖海、山涧、不良地质或其他交通需要而架设的建筑物。桥梁是道路的重要组成部分，桥梁的建设使车辆和行人的通行更加便捷。桥梁的发展与交通运输需求和交通工具的变革密不可分，交通运输行业的不断发展对桥梁在承载能力、结构布局和跨越能力等方面提出新的要求，也推动了桥梁工程技术的发展。经济社会的发展、科学技术的进步也有力地促进了桥梁建设技术水平的提高，使之更好地适应交通运输的发展要求。改革开放以来，随着经济社会发展的需要，中国交通基础设施建设高速发展，大批公路桥梁先后建设完成并投入运营。随着桥梁服役年限的不断增加，大批桥梁陆续进入养护维修期。桥梁养护工作的好坏不仅影响公路功能的有效发挥，更影响广大人民群众的生命财产安全和公共安全，事关民生安全和福祉。因此，公路桥梁的检查和养护工作意义重大，是公路可持续发展的重要保证。桥梁检查工作是维修养护的基础，是桥梁养护决策的重要依据。

1 桥梁的经常检查

1.1 经常检查的重要性

桥梁检查分为经常检查、定期检查和特殊检查。经常检查主要指对桥面设施、上部结构、下部结构及附属构造物的技术状况进行的检查;定期检查为评定桥梁使用功能，制定管理养护计划提供基本数据，对桥梁主体结构及其附属构造物的技术状况进行的全面检查，它为桥梁养护管理系统搜集结构技术状态的动态数据;特殊检查是查清桥梁的病害原因、破损程度、承载能力抗灾能力[1-2]，確定桥梁技术状况的工作。

桥梁经常检查是检测养护体系中的第一步，其作用不言而喻。经常性检查是针对较明显缺陷的检查，检查为桥梁表面的检查，主要对结构异常、桥及其桥区施工作业情况的检查和桥面系、交通标志、限载标志及其他附属设施等的外观情况进行日常巡检[3-4]。根据现行技术规范的规定，经常检查周期不少于每月1次，汛期增加检查频率;三、四、五类桥梁，立即安排定期检查。经常性检查的目的是确保结构功能正常，使结构能得到及时的养护和紧急处置，对需要检修的一些大问题进行报告。

1.2 经常检查的工作流程

经常检查有桥梁管养单位的桥梁养护工程师负责组织实施，流程如图1所示。

桥梁养护工程师根据辖区桥梁数量、桥梁技术状况及经常检查频率要求制定经常检查计划;根据检查计划安排检查人员及相应仪器设备，桥梁养护工程师负责对检查人员进行相关培训;检查人员按照桥梁经常检查项目表对待检桥梁逐项检查，记录相应缺损，并当场填写公路桥梁经常检查记录表;桥梁养护工程师根据经常检查资料定期总结，制定保养维修计划，安排定期检查。

经常检查以目测为主，宜采用简单仪器配合检查[5-7]。应现场填写《桥梁经常检查记录表》，登记所检查桥梁的缺损类型、维修工程量，提出相应的养护措施。对严重的病害要详细描述，并留取影像资料。

2 桥梁经常检查存在的问题

2.1 监督管理难度大

桥梁经常检查的主体是各级公路管理部门，经常检查的实施模式略有差异，对收费公路来说，其日常维护工作由专业的养护公司负责，其中也包含日常检查工作。对非收费性质的国省干线公路桥梁，实行省、市、县三级管理，省公路管理部门负责全省公路养护的行业管理，市级公路管理部门负责辖区内国、省干线公路桥梁的监管;县级公路管理部门负责辖区内国、省干线公路桥梁的经常检查。县级桥梁养护工程师负责日常检查的实施，一般由道班养护人员进行检查。

桥梁经常检查需要技术人员到达现场检查，公路管理部门缺乏有效的监管手段，不能对现场情况进行监督，造成部分检查人员对桥梁日常检查、养护工作的重要性认识不够，对桥梁的检查力度不够，工作敷衍了事，巡查也只是走過场，起不到实际作用。

2.2 专业化水平低

桥梁经常检查是专业性强、技术要求高的工作。桥梁养护工程师作为桥梁管养的直接负责人、养护措施的制定和实施者，其技术水平的高低直接影响桥梁技术等级评定的准确与否。现场检查人员是桥梁经常检查的实施者，是获取桥梁病害信息的主要来源，因此现场检查人员需掌握一定的桥梁专业知识、能准确识别桥梁常见病害，能对病害进行客观、完整记录。分析桥梁病害原因的能力都直接影响桥梁等级的评定及养护效果。

2.3 现场工作效率低

当前的经常检查工作通常都采用以纸制卡片记录病害、现场拍照辅助说明的方式进行。这种完全依赖手工记录的工作方式在很大程度上制约了桥梁日常检查的工作效率。数据采集过程中，病害描述容易受到桥梁检测人员的知识水平、认识能力的影响，不能做到标准化，会对桥梁技术状况评定产生影响。

2.4 资料管理不规范，数据难利用

按照公路养护管理规定，在桥梁全寿命周期中，以每座桥按照规范要求每月进行一次经常检查，每座桥梁按照要求的内容进行检查，将产生大量的资料。当前情况下，纸质资料和照片均由人工归档保存，存在资料保存不善而遗失等诸多问题，造成发现的问题不能形成连贯性，在查询和后期整理上带来了诸多不便。

桥梁经常检查资料，可以为养护决策提供依据，人们不仅需要进行本桥全寿命周期内的性能趋势分析，也需要实现同类型桥梁横向对比，包括养护方式、养护频率等对比分析，以保证最优的桥梁养护效果。日常检查积累形成的成套纸质巡检资料不能做到高效、及时的分析加工和多次使用，更做不到通过该数据结果及时掌握桥梁病害变化趋势，为后期的养护决策提供数据支持。

3 基于云平台的桥梁巡检系统设计

3.1 系统设计思路

桥梁巡检系统紧密结合管理要求和技术要求来设计，系统流程与养护管理流程一致，系统数据采集满足桥梁管养技术的要求，本系统设计的基本目标如下：以统一的数据库实现对养护巡检数据的信息化管理;以移动巡检终端代替纸质巡检方式，实现标准化采集、实时传递;以养护管理流程要求为基础，实现经常检查工作流程标准化，形成巡查养护的闭环管理;以检查数据为中心驱动养护决策。

基于上述目标，对桥梁巡检系统进行设计，系统整体框架由云端数据库、移动数据终端和数据后台管理系统三个部分组成，平台整体组成框架如图2所示，移动端操作界面如图3所示。

3.2 检查流程的设计

巡检系统的核心功能为专业、便捷和高效地实现桥梁经常检查。系统巡检流程设计为任务驱动式模式，首先要满足管理要求，并考虑了实际操作的便捷性和专业性。桥梁巡检工作由桥梁养护工程师负责组织实施，由巡检人员现场实施，完成巡检任务，采集病害、上传数据。系统设计基本工作流程如图4所示。

在系统中，由桥梁养护工程师根据桥梁巡检周期，制定巡检计划，并将任务分配到具体的巡检人员。巡检人员领取巡检任务后，到达桥梁现场进行巡检，通过巡检终端（手机、平板电脑）可方便地记录桥梁病害，完成现场巡检任务并上传数据。巡检人员到达桥梁现场，需要通过巡检终端的定位功能完成现场签到，以此实现对巡检工作的监管，养护工程师负责对巡检任务完成情况的考核，包括巡检的频率是否满足、巡检内容是否满足、巡检是否及时等。桥梁工程师根据巡检数据生成巡检报表病存档;统计需要维修保养的病害数量，安排保养计划;根据历次巡检数据，对比典型病害发展情况。

3.3 主要功能模块

桥梁巡检系统功能模块组成如图5所示，主要由公路管理、桥梁管理、巡检管理、病害管理、文档管理、系统管理和巡检客户端等7个模块组成。

公路管理模块主要实现对公路信息的管理，包括路线基本信息、里程桩号及路线轨迹数据管理。桥梁管理模块是管理桥梁基础信息，包括桥梁基本信息、地理位置信息、位置信息及图片信息等。巡检管理是系统的核心业务模块，主要实现巡检计划的制定及流程管理，模块分监管单位和养护单位角色，监管单位负责计划的制定与考核，养护单位负责巡检任务执行和数据采集。病害管理模块实现对桥梁病害的统计分析、巡检报表生成、病害发展对比等。文档管理模块实现“一桥一档”功能，按桥梁实现电子文档的管理;巡检客户端为数据终端程序，主要功能包括桥梁巡检数据采集及养护工作精细化管理。

4 结语

桥梁养护工作的好坏不仅影响公路功能的有效发挥，更影响广大人民群众生命财产安全和公共安全，做好公路桥梁的检查和养护工作意义重大，是公路可持续发展的客观要求。针对目前桥梁经常检查工作中存在的监督管理难、现场检查技术不规范、巡检效率低等问题，本文设计了一套基于云平台的桥梁巡检系统。该系统的使用可规避现有桥梁经常检查中存在的一系列问题，在提高效率的同时，规范了桥梁现场检查工作，实现桥梁养护技术工作的精细化管理。

参考文献：

[1]交通运输部.公路桥梁技术状况评定标准：JTG/T H21-2011[S].北京：人民交通出版社，2011.

[2]交通部.公路桥涵养护规范：JTG H11—2004[S].北京：人民交通出版社，2004.

[3]吴圣贤.《公路桥梁技术状况评定标准》应用研究及系统研发[D].合肥：合肥工业大学，2016.

[4]陈卓，黄光清，潘飞.山区公路桥梁掌上检查系统简介[J].公路交通技术，2011（6）：80-82.

[5]袁泽瑶.基于Android平台的人工桥梁检测系统研究[D].武汉：武汉理工大学，2013.

[6]殷金稳，宋刚.基于云平台的手持式智能桥梁巡检系统研究[J].公路交通技术，2016（6）：77-79.

[7]苏毅.辽宁省国省干线公路桥梁养护管理体系构建[J].北方交通，2016（1）：76-78.