「桥梁轻量化结构监测」水毁风险区桥梁解决方案

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根据交通运输部印发的《交通运输部办公厅关于印发<进一步推进公路桥梁隧道结构监测工作的实施方案(2024-2030年)>的通知》(交办公路〔2024〕26号)》,2025年底前完成公路桥梁群结构监测系统试点建设。本次监测方案设计工作参照《公路桥梁群监测系统试点建设技术指南(最终版)》中的相关要求,根据试点公路桥梁群实际情况,评估桥梁环境、作用、结构安全等方面的风险水平,确定具体的监测场景。

 
 
 
 
 
桥梁概况

某大桥为高速公路桥梁,建成通车至今已逾25年左幅桥全长超600m,跨径组合为20×30m,右幅桥全长超500m,跨径组合为17×30m,桥面全宽26m,荷载等级为汽车-超20级,挂车-120。

 

  • 上部结构:装配式T梁。
  • 下部结构:桥台为桩柱式桥台,锥坡采用M7.5号浆砌片石;桥墩基础为桩基础,双柱式墩。
  • 支座:板式橡胶支座。
  • 桥面系及附属设施:桥面铺装采用沥青混凝土;护栏为混凝土墙式防撞护栏;伸缩缝为模数式伸缩缝。
 
 
 

 

 
 
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桥梁现状

该大桥(左幅)上部结构评分为73,等级为3类;下部结构评分为91,等级为2类;桥面系评分为75,等级为3类;总体技术状况评分为82,等级为2类,其中:

 

1)上部承重构件:T梁存在斜裂缝共7条,缝宽均<0.15mm,总长为510cm;存在纵向裂缝共6条,其中≥0.15mm的有1条,长为280cm,<0.15mm的有2条,总长为550cm。

2)支座:3个支座位置偏移;28个支座老化、开裂;2个支座脱空。

3)桥墩:盖梁存在竖向裂缝共4条,其中≥0.15mm的有2条,总长为270cm,<0.15mm的有2条,长为90cm。水侵害共6处,总面积约为376000cm²;破损共2处,面积约为365cm²;钢筋锈胀共2处,总长约60cm。墩身水侵害共2处,面积约为49000cm²。

 
 
 

 

 
 
 
 

 

运营风险分析

根据现场调查结果,该大桥上游现有水库,泄洪时冲击效应明显,水位升高,水流对桥梁下部结构存在影响,本次监测选取易受溪流冲刷和季节水位变化影响桥墩进行轻量化监测。

 

根据现场踏勘情况,上行桥3-7桥墩位于溪流中,下行桥5-11桥墩位于溪流中。靠近河道中间部分的桥墩受溪流影响较大。
 
环境风险分水毁风险区和地质灾害风险区。大桥所在区域为典型水毁风险区,具备以下特征:
历史水毁记录:2020年汛期洪水导致下行8桥墩基础局部冲刷,经应急加固后恢复通行;
河道变迁风险:近5年河道主槽偏移量约1.5m,加剧边缘桥墩冲刷;
山洪易发:该流域年均暴雨日数7-9天,短时强降雨易引发山洪;
扩大基础风险:部分桥墩基础为扩大基础,抗冲刷能力弱于桩基础,需重点监测。
 
 
 

 

 
 
 
 

 

监测项设置

结合本项目特点,综合桥梁群轻量化监测“小成本、少指标、轻数据、低功耗、自组网、易安装、高集成、便维护、可拆卸”的理念,重点对以下项目开展监测:

 

(1)桥墩倾斜:采用高精度倾斜仪进行监测,在上行和下行对应桥墩盖梁中部分别布设数台倾斜仪。
(2)水位监测:采用水位计监测季节水位变化,在上行某桥墩的顶部设置测点。
(3)视频监控:采用监控球机监测,主要针对在汛期暴雨等其他自然灾害发生时及时查看桥墩下部安全状况,在上行和下行对应桥墩顶部,各设置视频监控测点。
(4)声光报警:采用爆闪警示装置进行报警。通过快速闪烁的强光吸引人们的注意,提醒行人及车辆注意桥梁监测区域潜在危险。在上行和下行桥进入监测区域前各布置爆闪警示装置。
 
 
 

 

现场安装照片
 
 
 

 

监测方案实施价值

该大桥轻量化监测严格遵循《进一步推进公路桥梁隧道结构监测工作的实施方案(2024-2030年)》要求,通过“小成本、少指标、易维护”的监测体系,实现了三大核心目标:

 

  • 达成“事前预警”:填补了传统人工巡查的时空盲区,汛期、泄洪等关键场景下的监测响应时间缩短,避免安全隐患扩大;

  • 支撑“日常管养”:监测数据形成桥梁健康档案,明确T梁裂缝扩展速率、支座老化周期,为2026年养护计划制定提供量化依据;

  • 提供“示范经验”:针对水毁风险区桥梁的监测方案,可复制应用于甬台温高速同类桥梁,推动区域公路桥梁监测标准化,降低整体管养成本。

 
 
 

 

 
 
总结
 
 

综上,该大桥轻量化结构监测不仅保障了桥梁当前安全运营,更为公路桥梁“监测-评估-养护”全流程管理提供了实践样本,契合交通运输部提出的“2030年桥梁结构监测全覆盖”的目标,为国家公路路网安全稳定运行作出贡献。

 

若您有桥梁轻量化结构监测相关需求,欢迎拨打钧雷光电热线进行咨询。

 

 

 
 
 
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