公路橋梁的檢測盲區(qū)及解決思路分析

馬帥飛

（北京中交橋宇科技有限公司，北京 100102）

0 引言

隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善，公路網(wǎng)愈加密集，橋梁的數(shù)量也越來越多。橋梁作為公路的重要組成部分，在公路的運(yùn)營過程中扮演著重要角色。面對(duì)日益增多的橋梁，橋梁的養(yǎng)護(hù)工作勢在必行。而隨著橋梁運(yùn)營時(shí)間的增長，橋梁運(yùn)營過程中面臨的問題也越來越多，橋梁養(yǎng)護(hù)工作對(duì)管理者來說尤為重要。檢測作為橋梁養(yǎng)護(hù)的必要工作，對(duì)查明橋梁病害、缺陷及保證行車暢通、安全有著重要作用，但在橋梁的現(xiàn)場檢測中會(huì)遇到很多不易檢測到的構(gòu)件，影響橋梁技術(shù)狀況的評(píng)定。本文就公路橋梁檢測中遇到的盲區(qū)問題進(jìn)行探討，并給出初步的解決對(duì)策，為橋梁外業(yè)檢測提供參考。

1 橋梁檢測的現(xiàn)狀

1.1 目前橋梁檢測的常見措施

《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范》（JTG 5120—2021）中規(guī)定：橋梁定期檢查以目測觀察結(jié)合儀器觀測進(jìn)行，必須接近各部件仔細(xì)檢查其缺損情況。在橋梁檢測外業(yè)中，大部分構(gòu)件都需要借助平臺(tái)，靠近構(gòu)件進(jìn)行檢測，目前常用的檢測措施有橋梁檢測車、高空作業(yè)車、腳手架、橋梁桁車、檢修梯道、人字梯等，如圖1-圖6所示。

1.2 目前橋梁檢測中常見的盲區(qū)及檢測措施

在外業(yè)檢測過程中，有些橋梁的部分構(gòu)件不能靠近檢測，特別是大跨徑、特殊結(jié)構(gòu)橋梁構(gòu)件等的尺寸較大，采用一般的檢測方式，很難靠近每個(gè)構(gòu)件進(jìn)行檢測，如此，在檢測過程中就會(huì)產(chǎn)生盲區(qū)，容易產(chǎn)生盲區(qū)的地方主要有：

1.2.1 大尺寸箱形、T 形梁橋

大尺寸的箱形、T 形梁橋，由于受主梁截面尺寸的影響，一般的檢測方式很難到達(dá)某些構(gòu)件的特殊部位，故容易造成檢測盲區(qū)。主要的盲區(qū)如下：

（1）連續(xù)剛構(gòu)橋0塊附近

第一，由于0塊附近箱梁的腹板尺寸較大，一般橋檢車很難到達(dá)0塊附近箱梁外底板位置，而其他措施又不具備條件，所以0塊附近的箱梁外部往往容易形成盲區(qū)。

第二，由于0塊附近的箱內(nèi)高度較高，搭腳手架比較困難，且成本較高，所以0塊附近的箱梁內(nèi)頂板及部分腹板容易形成檢測盲區(qū)。

第三，由于受灰塵、施工棄渣等的影響，箱內(nèi)底板病害往往容易被遮蓋，故易形成檢測盲區(qū)。

（2）大尺寸T 形梁

凈空較高的大尺寸T 形梁橋，對(duì)其主梁的檢測一般采用橋梁檢測車，但由于操作空間的限制，人眼距T 梁翼板一般為1～2m，較小的裂縫肉眼幾乎不可分辨，所以容易在翼板及腹板的上緣形成檢測盲區(qū)，如圖7-圖9所示。

1.2.2 斜拉橋及懸索橋

斜拉橋及懸索橋的主塔、斜拉索、主纜、吊桿一般采用蜘蛛人、升降云梯等進(jìn)行檢測，但由于受高度影響，這些措施不能完全覆蓋所檢構(gòu)件，且精度較低，故容易造成檢測盲區(qū)。主要的盲區(qū)如下，如圖10-圖12所示。

（1）斜拉橋及懸索橋主塔。

（2）主纜、吊桿及斜拉索。

1.2.3 大跨徑拱橋

大跨徑拱橋主拱圈一般采用橋檢車、升降云梯等進(jìn)行檢測，但由于受高度及形狀的影響，這些措施不能完全覆蓋所檢構(gòu)件，而其他措施成本較高、操作困難且精度不佳，故容易形成檢測盲區(qū)。主要的盲區(qū)如下，如圖13-圖15所示：

（1）主拱圈（中承式或下承式拱橋靠近跨中附近、上承式拱橋靠近拱腳附近）。

（2）拱上立柱（立墻）。

1.2.4 高墩及水下基礎(chǔ)

高墩橋梁一般采用搭腳手架、升降云梯、掛籃等進(jìn)行檢測，但由于受高度的影響，部分橋墩無法采取以上措施，而采用其他措施成本巨大，且操作難度高、檢測精度低，所以容易形成檢測盲區(qū)。

水下基礎(chǔ)檢測一般采用水下探摸、水下攝像等方式，但由于受視野、水流、水質(zhì)等的影響，這種措施需要由專業(yè)的潛水人員進(jìn)行，而且受條件限制多、精度不高、成本大，如圖16-圖18所示。

2 初步解決思路

基于以上的檢測盲區(qū)，依據(jù)實(shí)際的檢測經(jīng)驗(yàn)提出以下初步解決思路：

2.1 設(shè)計(jì)方面

在進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，在保證橋梁達(dá)到使用要求的前提下，以可到達(dá)、可檢測為原則，對(duì)橋梁輔助檢測平臺(tái)進(jìn)行必要設(shè)計(jì)。

例如，在連續(xù)剛構(gòu)橋0塊附近的箱內(nèi)外、高墩體、主拱圈周圍增設(shè)必要的檢修通道，彌補(bǔ)傳統(tǒng)檢測平臺(tái)的檢測盲區(qū)問題。同時(shí)，對(duì)于雙向兩車道及以下的中小型橋梁，因其所處的環(huán)境空間往往比較有限，橋跨下方地形復(fù)雜，橋基承載能力偏弱，使得腳手架、懸吊平臺(tái)等傳統(tǒng)檢測操作平臺(tái)存在搭建不便、操作安全性較差、效率較低等不足，已經(jīng)很不適用。另一方面，現(xiàn)有的各式大型橋梁專用檢測維護(hù)車存在運(yùn)行成本高、自重過大、檢測占道等問題，不宜在中小型橋梁安全檢測中應(yīng)用。因此，就中小型橋梁的安全檢測而言，更需要一種輕型便攜、可快速操作的檢測平臺(tái)結(jié)構(gòu)。

2.2 建立必要的監(jiān)測系統(tǒng)

建立橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)，是保障橋梁安全運(yùn)營和延長使用壽命的有效手段。橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)，利用長期安裝在橋梁結(jié)構(gòu)關(guān)鍵位置上的傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，評(píng)估橋梁的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，并在自然環(huán)境、交通條件或運(yùn)營狀況嚴(yán)重異常時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)，為橋梁的維護(hù)、維修與管理、決策提供依據(jù)和指導(dǎo)，從而在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問題，有效避免惡性事故的發(fā)生。

我國一些新建的特大型重要橋梁，也引進(jìn)了規(guī)模各異的橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)，如香港的青馬大橋，上海的徐浦大橋、虎門大橋等。這些特大型橋梁的監(jiān)測系統(tǒng)復(fù)雜龐大，監(jiān)測項(xiàng)目眾多，初期投資和運(yùn)營成本都非常高。但目前我國對(duì)中小型橋梁的重視程度不夠，在技術(shù)力量、資金等方面的投入存在不足。因此，占我國橋梁總數(shù)99% 以上的大、中、小跨徑（跨度在100m 以下）的橋梁幾乎都沒有安全監(jiān)測系統(tǒng)，而橋梁事故往往就發(fā)生在這些橋梁中。

目前，中小型橋梁的常規(guī)檢查措施，多以人工檢測為主，包括定檢和日常巡檢。這種被動(dòng)的檢測方法僅能對(duì)明顯的橋梁問題做出判斷，很難確定橋梁的整體健康狀態(tài)及損傷發(fā)展情況。業(yè)內(nèi)公認(rèn)的比較有效的檢測方法，如外加荷載試驗(yàn)等檢測方式，不但花費(fèi)大，還需要阻斷交通，影響橋梁的正常使用。此外，荷載試驗(yàn)還會(huì)加深橋梁的損傷程度，所以除非非常特別的情況，一般不常用。不僅如此，通過定期檢查等方式僅能確定橋梁當(dāng)時(shí)的健康狀態(tài)，不能有效保障后續(xù)橋梁的使用安全。如美國密西西比河大橋，雖然于2005 和2006年分別對(duì)這座大橋進(jìn)行過檢查，但當(dāng)時(shí)并沒有發(fā)現(xiàn)任何結(jié)構(gòu)性的安全隱患，可是，在2007年確發(fā)生了垮塌事故。

2.3 研發(fā)適合各種條件的檢測裝置

在橋梁檢測中，應(yīng)不斷研發(fā)能解決各種檢測困難的儀器設(shè)備，降低檢測難度，提高檢測精度，如：

2.3.1 大尺寸箱形梁內(nèi)、T 形梁

對(duì)于大尺寸箱形梁內(nèi)、T 形梁來說，由于構(gòu)件距離較遠(yuǎn)，建議開發(fā)一種長度可伸縮的病害錄像裝置，該裝置具有伸縮、錄像、夜視、測距、測縫寬、估測病害面積、便攜等特點(diǎn)。

2.3.2 斜拉橋及懸索橋主塔

對(duì)于斜拉橋及懸索橋主塔塔外來說，建議開發(fā)一種爬壁機(jī)器人，該機(jī)器人具有垂直爬壁的功能，還具有錄像、定位、測距、測縫寬、估測病害面積、便攜等特點(diǎn)。

2.3.3 斜拉橋斜拉索及懸索橋吊桿

對(duì)于斜拉橋斜拉索及懸索橋吊桿來說，建議開發(fā)一種爬索機(jī)器人（該機(jī)器人市面上已有，但未量產(chǎn)），該機(jī)器人具有爬索功能及錄像、夜視、定位、測距、估測病害面積、便攜等特點(diǎn)。

2.3.4 高墩、主纜、主塔、主拱圈、拱上立柱（立墻）

當(dāng)受條件限制、無法搭建檢測平臺(tái)時(shí)，可考慮采用無人機(jī)進(jìn)行檢測，該無人機(jī)具有錄像、測距、測縫度、估測病害面積、防摔、抗干擾、便攜等特點(diǎn)。

2.3.5 水下基礎(chǔ)、箱內(nèi)底板

對(duì)于水下基礎(chǔ)及箱內(nèi)底板來說，建議開發(fā)一種類似醫(yī)學(xué)X 光片、CT 的裝置，該裝置具有透視、估測面積、縫寬、三維成像、便攜等特點(diǎn)。

3 結(jié)語

目前，由于檢測措施的限制，我國傳統(tǒng)的橋梁檢測方法存在各種各樣的盲區(qū)，造成技術(shù)狀況評(píng)定結(jié)果不準(zhǔn)確。為此，本文羅列了傳統(tǒng)的橋梁檢測方法中可能遇到的盲區(qū)，同時(shí)提出了解決盲區(qū)的初步思路，希望為以后橋梁檢測的從業(yè)人員提供參考。