桥梁养护中的检查盲区及检查策略研究

唐国林

摘要：文章分析了斜拉桥、拱式桥、悬索桥及梁式桥等经典类型桥梁的检查盲区，介绍了桥梁养护中的检查要点，并提出了相应的检查策略。

关键词：桥梁建设;养护;检查;盲区

0 引言

伴随着公路建设里程、桥梁数量以及运营时间的不断增加，桥梁维修及检查的难度持续扩大。再加上我国早期对公路桥梁建设维护工作的重视程度不够，大多数项目在施工期间未充分考虑运营期的检查和维护工作。而且由于桥梁受结构和环境等因素的影响，自身存在某些检查维护盲点，比如拱桥、悬索桥、斜拉桥等特殊结构桥梁，以及山谷中的大跨度高墩连续刚构桥，如果采用传统的检查方法就会存在一定的局限，使维修人员无法有效检查所有部件，或者是存在检查效率低而困难、危险因素高等问题。这些盲点通常是桥梁产生问题的关键点所在，同时也是维护人员需要关注的困难点。

本文将解释斜拉桥、拱式桥、悬索桥及梁式桥等经典类型桥梁的检查盲区，并从检测技术和检查渠道两个方面提供合适的解决方案，以便为桥梁维护管理人员提供相应的经验和建议。

1 桥梁检查盲区

顾名思义，检查盲区是指在桥梁检查过程中不方便检查且非常容易被忽视的地方，这些地方通常是组成桥梁结构的关键组成部分，所以必须重点关注并采用相应的措施。

1.1 梁式桥

梁桥的构成形式较为简单，同时构件类型较少。一般来说小箱梁、T梁等的上部结构的检修都可以通过桥梁检测平台来进行，但是，部分大跨度连续刚构桥也有以下这些检查盲点（如下页图1所示）。

1.1.1 箱梁内部

在检查过程中，发现有些分箱梁没有人孔，或者在梁的底部有人孔，但是位置很高，没有通道可以进入，可能没有办法正常开展箱内检查。

1.1.2 墩顶处梁段

针对横截面可变的大跨度连续箱梁，因为桥墩顶部的梁高度超出了普通桥梁检查车的检查范围，因此对箱梁的外腹板和底板无法进行检查。同时受箱形梁内部梁[JP+2]的高度影响，无法接近顶板和腹板的顶部进行检查。如果依靠安装支架进行检查的话，会导致效率低下且成本高昂。

1.1.3 墩台

对于横穿山谷的梁桥，因为墩高较高且山壁陡峭，所以工作人员难以到达墩的根部进行检测，但是可以通过乘坐船舶穿越河流和海洋到达水中墩根部进行检测。不过这种做法非常不安全，而且检查效率不高。

1.2 拱式桥

拱式桥分为上、中、下拱桥。根据拱形圈的形式分为钢箱拱、肋拱、钢管混凝土拱等。在检查结构不同的拱桥时，都存在一定的盲点（如图2所示）。

1.2.1 拱圈

对于在施工期间没有设置维护渠道的肋拱和板拱，很难对拱环和拱上部结构进行十分有效的检测。虽然对拱腹的检测可以通过桥梁检查车平台进行，但也仅限于拱顶，其他部件受桥梁检查车辆的垂直扩展高度限制，无法检测。

1.2.2 吊杆

中拱拱桥的吊杆用于将桥面载荷传递到主拱圈，动臂具有较高的高度并且属于细长构件，难以实现严密的检查。因为吊杆钢丝受到护套的保护，且由于上、下锚头的特殊位置、复杂的结构以及动臂的某些机械性能，例如缆索力和振动，所以经常被维护人员忽略。

1.2.3 桥面板（梁）

因为吊索的限制所以不能使用普通桁架式桥检车，并且很难对拱桥甲板（梁）进行仔细检测。而斗式桥检车的横向伸缩距离有限、工作平台空间小，会导致检查效率降低，安全隐患高。

1.2.4 拱脚

拱式桥的关键受力部位是拱脚，日常维护所关注的重点应该是拱脚的受损、位移、错位情况。因为桥梁位置和所处环境的关系，一些拱脚位于陡峭的斜坡或水中的墩台上，这使得工作人员很难对其进行仔细检查，从而导致拱脚成为检查的盲点。

1.3 斜拉桥

通常来说，斜拉桥跨度大、部件众多、结构复杂，所以大多数大跨度斜拉桥在施工阶段的后期都会考虑进行维护和修理。维护桁架卡车安装在主梁的底部，以检查梁的外表面。塔后跟或梁的末端设有孔洞，以实现对箱梁或混凝土箱梁内部条件的检查。在塔内设置维护通道，以便于对塔内锚头和电缆状况进行检查。同时管养单位应加强对维护通道（平台）的检查和维护，以保证其长时间处于正常状态并避免潜在的安全隐患。斜拉桥的检查盲区如图3所示。

1.3.1 索塔

索塔是高层结构，难以在其外表面进行严格检查，并且设置检查通道也存在较大难度。一些桥梁在塔身后跟周围设有平台，该平台可以检查塔身后跟的裂缝和缺陷，但管养者也容易忽略对塔顶偏差的监控。

1.3.2 斜拉索

在日常检查中，维护人员将对可见范围内的挂缆护套、锚头处的钢制保护管和其他组件进行目视检测，但没有对斜拉索内部钢丝的腐蚀进行特殊检查。锚固头在锚固区域的密封和防腐蚀状态，以及对锚索力和振动的监控，都是维护人员容易忽略的地方。

1.3.3 水下基础

由于水下勘探需要委托专业潜水员，而且探测成本很高，管理单位通常难以承受，因此塔和桥墩的地基冲刷情况检测频率很低。

1.4 悬索桥

斜拉桥和悬索桥都属于大跨度吊缆系统桥，大多数吊桥会在关键组件设置维护通道，例如主吊缆、加固梁、吊缆塔架的内部等部件，便于对加劲梁内外部表观、主缆外观、塔顶索鞍表观、索塔内部的检查。水下基础冲刷、悬索桥索塔、吊索的盲区与斜拉桥基本相同，因此不再詳细描述。示意图见图4。

1.4.1 主缆

主缆是悬索桥中最主要的承力组件，可以通过沿主缆设置的检查通道来检查主缆防腐层的外观状况。但是，检查内部平行钢丝的腐蚀状况一直是一个盲区。这几年管养者逐渐意识到了这一问题的严重性，并开始委托专业机构剥离主缆的防腐层和缠结的电线，观察内部钢丝的腐蚀情况，通过增加除湿系统的方式来阻止钢丝腐蚀。

1.4.2 索夹螺杆预紧力

索夹是连接吊索和主缆的承力构件，如果索夹螺杆出现拉力不足或损失太大的情况，则会引起索夹打滑。索夹的滑动会改变悬索桥的原始应力状态并重新分配力。过去，管养者仅在索夹滑动时才会对其进行补救，不会事先检测和补充螺钉的预紧力。

1.4.3 支座四氟滑板磨损

大跨度吊缆系统桥在活载和温度变化过程中，会导致加劲梁产生纵向位移，并且始终在变化，所以应充分注意梁底支座四氟滑板的磨损情况。从检查过程来说，管养者倾向于只关注支架的整体情况，从而忽略了四氟板的磨损。

2 桥梁养护中的检查要点

在检查过程中，为了加快检查的速度，提高检查质量，需要注意以下三点：

（1）每座桥的情况都是不一样的。前面对每种桥检查的重点难点进行了分析，然而在实际工作中，还要根据每座桥的特质，如地质情况、桥位水文、周边环境、主车道调整变化、通行车辆载重情况等方面来分析每座桥易发病害的地方，对可能出现的病害特征和出现的病害对桥梁运营的安全影响程度都了如指掌。

（2）针对不同桥梁的检查的侧重点也不应完全一样。桥梁开始运营之后，第一次检查非常重要，专业人员要把桥梁各部位查细、查全，做好资料收集和整理的工作。

（3）工作人员在进行日常检查时除了要对桥梁进行全面巡视之外，还需要特别注意对已经出现或者容易出现病害的部位开展目测检查。

一直以来，对桥梁的维护和保养比较重视定期检查，而不重视经常性的检查，但是在目前普遍存在的桥梁“超流量、超载重”的情况下，只重视定期检查仍然有非常大的隐患。经常性的检查应从桥梁检查中的“重点和难点”开始，目的是为了提高工作的效率。在工作中，要遵循形成“前期准备，中期执行，后期维护”的思路。

（1）前期准备就是建立“一桥一档”的维护和处置预案，让每座桥梁的检查都有检查重点、检查频率和检查覆盖率，并同步更新检查结果。

（2）“中期执行”指的是专业人员带着检查任务来到现场，对桥梁进行专门性的检查，提高检查效率。

（3）“后期维护”指的是在前期工作的基础上，按照工作流程要求进行布置，避免人为因素造成的疏漏或负面影响。

3 桥梁养护中的检查策略

针对上述运行期间桥梁的检查盲区，其中一部分可以通过设置有效的维修通道来检测，另外一部分可以使用先进的检查技术和设备来进行有效的检测。

3.1 設置检修通道

通常根据桥梁结构和其所处的环境来设置检修通道，其目的是为了实现对桥梁主要部件的“可达，可检查和可维修性”，并为结构检查和维护提供相应的平台。设置维护通道可确保其耐用性、安全性、经济性和适用性，并对钢制部件刷防腐蚀涂层，同时设置必要的安全保护措施（如扶手和栏杆），维护单位应注意对通道的检查和维护。

3.1.1 可竖向伸缩梁底检查车

如果出现因为梁高较高而无法检查大跨径连续刚构桥墩顶处的情况，则提供可垂直伸缩的梁底检查车。该检查车可以沿主梁纵向移动，而且可以根据截面的梁高调节垂直伸缩，对梁外表面进行检查和维修。

3.1.2 进入梁体内部的检修通道

针对有人孔可以进入箱梁而没有通道的情况，可以提供一种容易从桥面板到达人孔的通道，这种通道应检查过道的承载力，并应采取安全保护措施以防止人和物体掉落，同时也采取措施防止非监护人员进入。

3.1.3 拱肋检修通道

为了检查拱桥的拱背和拱上的支柱，可以在拱背上设置人行道，这样可以方便进行检查。通过设置沿拱肋的通道，可以检查中承式、下承式桥梁。但是，监护单位应注意检查通道的维护，以降低安全风险。

3.1.4 可跨越索夹的主缆检查车

如果用可跨越索夹的主缆检查车便可实现对主缆防腐层外观的全方位检测，同时也可以用于主缆的窗检、防腐层的维护、维护和更换吊索、检测主缆固定螺钉的预紧力以及为其他补充工作提供平台。

3.2 充分利用先进的检测技术和设备

目前我国已经为运营桥梁和检查盲区的关键部分生产了一系列完整的先进的测试设备和检测技术。比如，吊索拉索的窗户和悬索桥主电缆的窗户检测;用于水下基本探测的水下机器人;用于拉索缺损状况检查的爬索机器人;用于高层建筑的无人机摄像头技术和高清摄像头技术等。

3.2.1 缆索开窗检查

缆索内部的钢丝腐蚀情况是评估缆索安全的主要指标之一。悬索桥主缆的内部钢丝的开窗检查应由专业团队开展，其主要技术过程包括工作平台的安装、防腐涂层的剥离、检查内部钢丝的状况、采集典型的钢丝样品、连接被样品切下的钢丝、重新拧紧钢丝，然后重做防腐涂层等流程。维护单位还可以在缆索开口检查位置保留全景主缆检查窗口，以便以后方便检查。

3.2.2 无人机检测技术

无人机检测技术通常由数据传输系统、数据处理系、无人机、高清摄像机、远程控制系统和其他设备构成，一般采用具有稳定起降的多旋翼无人机，可以在空中盘旋，有利于数据的采集和观察。与传统的桥梁探测技术相比，无人机可以快速、直接地到达探测现场，无须采取辅助措施，同时也不影响交通运行，并且可以实现对塔楼和高墩等盲点的检查。

3.2.3 高清摄像技术

高清晰度摄像头技术将摄影测量和图像识别技术集成在一起，以从图像中提取病害的位置和大小信息，它主要由图像处理分析部分、成像放大部分、摄像部分和旋转控制部分构成。高清晰度摄像机技术可用于检查外表面（例如塔架和高墩）以及检查传统方法无法达到的拱腹和梁底。

3.2.4 缆索机器人

缆索机器人是一种先进的设备，它能够携带检测设备来攀爬缆索，并能详细检查缆索的外观和内部钢丝的情况。缆索机器人是专门为检测高空缆索和吊索而设计和应用的，可以实现对吊索的全面检测。目前许多国内斜拉桥维护者已经开始使用缆索机器人对斜拉吊索进行专项测试。

4 结语

目前中国交通基础设施进入运行维护阶段，桥梁养护人员已经越来越重视对桥梁的管养工作，也在不断加深对桥梁检查盲区的认识。因为维护水平的提高，一些维护人员开始探索养护的新理论，运用科学技术手段尝试努力消除检查盲点，使得桥梁的维护工作更具有全面性和科学性，促进中国公路桥梁的安全通行。

参考文献：

[1]夏占武.桥梁检测与加固技术应用[D].长春：吉林大学，2004.

[2]宣纪明，沈福兴.桥梁检测技术研究及工程运用[J].桥梁建设，2007（AO1）：158-160.

[3]姚胜秦.桥梁检测和状态评估研究与应用[J].赤子，2014（9）：269.

[4]吴志勤.桥梁检测技术及其发展趋势简述[J].2007，33（13）：278-280.