淺談橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)與橋梁預防性養(yǎng)護
2015-06-30
有關專家認為從橋梁的建成到使用超過25年以上的則是步入老化期。據(jù)統(tǒng)計，我國40%的左右的橋梁已經(jīng)在此范疇之內(nèi)。隨著時間的推移“老齡”橋梁的數(shù)量將不斷增加，為了解決“老齡”橋梁的安全問題，橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)和橋梁預防性養(yǎng)護技術的研究尤為重要。
一、橋梁健康監(jiān)測的概念與意義
橋梁健康監(jiān)測實際上就是通過對橋梁結構狀況的監(jiān)控和評估（例如可靠性，耐久性等）。在通過無損檢測（NDT）或者是橋梁結構特性分析（其中包括橋梁結構響應）等技術為橋梁在特殊天氣條件下又或者是特殊的交通條件下，導致發(fā)生橋梁運營狀況異常，而發(fā)出預警信號，同時橋梁健康監(jiān)測也為橋梁的日常維護和維修、管理與決策提供依據(jù)和指導性意見。然而，橋梁結構健康監(jiān)測不僅是為了結構狀態(tài)監(jiān)控和評估，其信息反饋于結構設計的更深遠的意義在于，結構設計方法與相應的規(guī)范標準等可能得到改進。再有就是橋梁健康監(jiān)測帶來的不僅僅是監(jiān)測系統(tǒng)和對某特定橋梁設計的反思，還可能并應該成為橋梁研究的“現(xiàn)場實驗室”。橋梁健康監(jiān)測為橋梁工程中的未知問題和超大跨度橋梁的研究提供了新的契機。由運營中的橋梁結構與其環(huán)境所獲得的信息不僅是理論研究和實驗室調(diào)查的補充，還可以提供有關結構行為和環(huán)境規(guī)律的最真實是信息。因此，橋梁健康監(jiān)測不只是傳統(tǒng)橋梁檢測加結構評估新技術，而且被賦予了結構監(jiān)控與評估、設計驗證和研究與發(fā)展三方面的意義。近年來，通信網(wǎng)絡、信號處理、人工智能等技術的不斷發(fā)展加速了橋梁監(jiān)測系統(tǒng)的實用化進程。業(yè)界紛紛著手研究和開發(fā)各種靈活、高效、廉價、并且不影響橋梁結構正常使用的長期實施監(jiān)測方法或技術。橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的部署和應用不單單具有重要的現(xiàn)實意義，還具有重要的研究價值，在推動和發(fā)展智能化、數(shù)字化和信息化橋梁工程中起到了積極的作用。
二、橋梁預防性養(yǎng)護的概念
千里之堤，潰于蟻穴，橋梁也不例外，隨著近幾年全國危舊橋梁事故頻率的上升，橋梁預防性養(yǎng)護的開展日益重要。橋梁的預防性養(yǎng)護一般是指為了防止橋梁病害的發(fā)生和延遲橋梁輕微病害的進一步擴展，以減緩橋梁病害發(fā)展速度、延長橋梁使用壽命為目的的養(yǎng)護作業(yè)。它是一種周期性的強制保養(yǎng)措施，它并不考慮橋梁是否已經(jīng)有了某種損壞，而是通過采用先進的檢測技術努力拓寬人們對于橋梁早期病害的認識空間，提前發(fā)現(xiàn)道路隱藏的隱形病害的存在，并施以正確的預防性養(yǎng)護措施，其核心是要求采用最佳成本效益的養(yǎng)護措施，強調(diào)養(yǎng)護管理的計劃性。
三、橋梁預防性養(yǎng)護技術研究
實踐中要做好橋梁的預防性養(yǎng)護工作，在技術層面，我們一般可從以下幾個方面開始著手：
?。ㄒ唬┱莆諛蛄航Y構狀態(tài)和橋梁的實時運營狀態(tài)
橋梁的預防性養(yǎng)護首先必須完善檢查機制，同時以先進的檢測手段做為基礎，這樣才能夠全面、持續(xù)的掌握橋梁結構狀態(tài)以及橋梁的實時運營狀態(tài)，從而為判斷養(yǎng)護時機和選擇養(yǎng)護方法提供依據(jù)。
完善的檢查機制能夠為橋梁的運營狀況提供完整數(shù)據(jù)記錄，這樣能夠比較完整的反映出橋梁在使用過程中的結構狀況變化和橋梁病害的發(fā)展程度，為分析判斷橋梁病害原因和研究有針對性的養(yǎng)護對策提供了有力的依據(jù)。
先進的檢測技術則能保證檢測數(shù)據(jù)的精度和科學性，處理數(shù)據(jù)和信息的能力也大大提高。所以重視高速公路橋梁的檢測效率和質(zhì)量尤為重要，同時，應該重視現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)和使用的集成檢測技術。
（二）建立健全橋梁養(yǎng)護管理系統(tǒng)
通過建立健全橋梁養(yǎng)護管理系統(tǒng)，能夠對橋梁基礎信息及檢查、檢測、維修保養(yǎng)等信息進行記錄和統(tǒng)計分析，為快速、科學的進行養(yǎng)護決策提供了堅實的基礎。同時，通過統(tǒng)一、規(guī)范的橋梁養(yǎng)護管理系統(tǒng)，也能夠規(guī)范橋梁檢查、檢測內(nèi)容和方法，統(tǒng)一橋梁技術狀況評定標準，能夠更加有效的反映橋梁現(xiàn)狀，有利于橋梁管養(yǎng)單位做好橋梁養(yǎng)護管理工作。
?。ㄈ┘訌娙粘Ｐ⌒薇ｐB(yǎng)工作，及時恢復結構承載能力與耐久性
實施預防性養(yǎng)護應高度重視日常小修保養(yǎng)工作，當橋梁出現(xiàn)各類病害時，及時判斷病害成因和發(fā)展趨勢，盡快采取經(jīng)濟有效的小修保養(yǎng)措施，控制病害發(fā)展，恢復結構的承載能力和耐久性。
?。ㄋ模┏Ｒ姷臉蛄侯A防性養(yǎng)護方法
結合湖北京珠高速公路橋梁的常見病害，在橋涵構造物養(yǎng)護維修中，常見的預防性養(yǎng)護方法有以下幾種：對于混凝土結構表面裂縫和缺陷，及時采取裂縫封閉、混凝土缺陷表面修補等處理措施，防止裂縫和缺陷擴展引起鋼筋銹蝕等病害；對于伸縮縫與泄水孔的堵塞，及時進行清理，以防連鎖性破壞；在原有伸縮縫失效時（如伸縮量在未到最高環(huán)境溫度時為0等），安排合理時機更換伸縮縫，避免氣溫變化引起橋梁其他病害；對于實心板橋存在鉸縫裂縫、滲水可能失效的，采用安裝橫橋向鋼肋板，加強板梁間橫向聯(lián)系，以防止出現(xiàn)單板受力等病害；對于部分空心板底部裂縫較多的情況，采用粘貼碳纖維布的方式，恢復結構耐久性，延長橋梁使用壽命。
上述橋梁預防性養(yǎng)護措施實際上也是在我們以往的橋梁養(yǎng)護工作中可能常用到的措施，但沒有明確發(fā)展相應的預防性養(yǎng)護觀念。實際上，我們認為橋梁的預防性養(yǎng)護是一種養(yǎng)護理念及實施這一理念的一整套養(yǎng)護策略。因此，它并不是以預防性養(yǎng)護技術為核心，而是以其實現(xiàn)的一整套政策、體制、模式和運作方式為核心，技術只是最終的實現(xiàn)方式。
結束語
橋梁的健康監(jiān)測與預防性養(yǎng)護及其重要，這是掌握不同橋型、不同病害與災害的特點，為制定合理的橋梁維修與加固方案提供有效的數(shù)據(jù)依據(jù)，我們應該貫徹以預防為主的原則，提高橋梁的抗災能力和服務水平，才能發(fā)揮更大的經(jīng)濟效益和社會效益。
