摘 要:橋梁支座脫空現(xiàn)象是引起梁橋鉸縫破壞、單片梁受力、梁板產(chǎn)生斜裂縫和橋面破壞的主要原因，極大的降低了橋梁的使用壽命。除施工誤差外，缺乏有效的檢查手段是支座脫空現(xiàn)象普遍存在的根本原因。本文提出一種新型橋梁支座檢查裝置--支座觀測儀，詳細介紹了該設備的工作原理及使用方法，為橋梁支座脫空現(xiàn)象的檢查提供了一種有效的方法。

關鍵詞:支座觀測儀 支座脫空 檢查

中圖分類號:U44文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)04(a)-0027-02

1 引言

橋梁支座是橋梁整體結(jié)構(gòu)的重要組成部分，其直接影響橋梁的結(jié)構(gòu)安全和使用壽命。然而，在橋梁的施工檢查和養(yǎng)護調(diào)查的過程中發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)橋梁都存在不同程度的支座脫空現(xiàn)象。橋梁支座脫空后，其受力狀態(tài)與設計狀態(tài)發(fā)生了較大的變化。由于支座受力不均勻或脫空，容易導致梁板底部附近產(chǎn)生較多的斜裂縫;引起梁板之間剪力鉸產(chǎn)生鉸縫破壞，造成單片梁板受力;且鉸縫破壞又引起行車道面的破損，直接影響橋面美觀、行車的安全和舒適性。因此，加強橋梁施工和養(yǎng)護過程中對支座的檢查，消除支座脫空現(xiàn)象，對減少橋梁的病害、延長其使用壽命具有重要的意義[1]。

然而，廣靖錫澄公司橋梁檢查小組在日常橋梁養(yǎng)護過程中發(fā)現(xiàn)，橋梁支座由于位置特殊，日常檢查缺乏有效的手段。因此，廣靖錫澄公司橋梁檢查小組總結(jié)了以往的檢查經(jīng)驗，同時結(jié)合支座所處位置的實際情況，特制作了一套新型橋梁支座檢查裝置--支座觀測儀。從實際應用的效果來看，該儀器攜帶方便、使用快捷、效果良好，并能隨時對檢查中發(fā)現(xiàn)的異常情況及病害進行記錄，較好地解決了橋梁支座檢查困難的問題。

2 支座觀測儀的工作原理

支座觀測儀的工作原理基于現(xiàn)今普遍應用的數(shù)碼攝像技術[2]。利用安裝在可伸縮手柄上的變焦攝像機配合可調(diào)節(jié)光源，即可完成對橋梁支座等以往難以檢查的部位進行詳細的檢查。即可通過高清晰的監(jiān)控屏幕當場對病害進行判斷，又可接筆記本電腦進行圖像錄制，壓縮過的數(shù)字信號有利于歸檔保存和方便進行共同對比分析和事后調(diào)查。

3 支座觀測儀的組成部分

橋梁支座檢查裝置—支座觀測儀由鋰電池組、攝像平臺、可調(diào)照明光源、信號發(fā)送傳輸設備、圖像采集控制端、伸縮手柄六部分組成。

3.1 鋰電池組

考慮到野外作業(yè)的便攜性和能耗效率、線路損耗，采用帶保護電路的24V 20A鋰電池組分成兩路供電;一路直接對攝像平臺供電，一路經(jīng)過可調(diào)降壓電路對筆記本及其他設備供電，可調(diào)降壓電路有數(shù)顯電壓度數(shù)窗口和電壓調(diào)節(jié)鈕。

3.2 攝像平臺

由電池組經(jīng)過線纜到達攝像平臺的電源由原先的24V衰減為18V左右，通過攝像平帶的穩(wěn)壓模塊轉(zhuǎn)換為12V設備用電對攝像機和照明光源供電。攝像機為sony1/3ccd650線一體機，焦距:3.9～85.8MM，兼具廣角和長焦距，帶IR-CUT濾光片具有低照度夜視能力。

3.3 可調(diào)照明光源

兩顆大功率led和聚焦透鏡組成，由小型恒壓橫流模塊對攝像平臺給出的12V電壓進行處理后供電，可在6m范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)透鏡焦距得到理想的趙明亮度和照度范圍，最大光通量為440流明。

3.4 信號發(fā)送傳輸設備

由兩組雙絞線傳輸器作為基礎，用一根非屏蔽8芯雙絞線作為通訊、控制及供電的線纜，6P航空接頭相互連接，線纜長度按需要而定，圖像信號和控制信號強度基本不受影響。

3.5 圖像采集控制端

攝像平臺拍攝的視頻信號經(jīng)電纜傳輸至采集端后分為兩路輸出，一路接12寸監(jiān)控屏幕能直接觀看到未經(jīng)壓縮的650線高清模擬信號，高清晰度有利于當場對病害進行判別;另一路信號經(jīng)過壓縮處理后變?yōu)镠.264標清數(shù)字信號，接筆記本電腦進行圖像錄制整理，壓縮后的數(shù)字信號有利于歸檔保存。采集端同時也有兩路攝像機控制信號，一路用遙控器或手柄操控;另一路在筆記本的圖像采集界面上操控，兩組視控可獨立使用也可同時使用，互不影響，且操控信號采用光電隔離轉(zhuǎn)換提高設備自身安全性。

3.6 伸縮手柄

玻璃鋼伸縮桿，重量輕，攜帶方便;收縮時1.2米，展開后6.5米，足夠應付中小橋的凈空高度。

4 支座觀測儀的使用方法

支座觀測儀具有良好的機動性和便攜性。使用時將攝像平臺固定在伸縮手柄上，伸至梁板底部使鏡頭與梁體輕輕貼合，靜摩擦力會使得攝像平臺不產(chǎn)生晃動，由控制端發(fā)出信號對攝像機進行焦距調(diào)節(jié)，即可透過梁板與墩臺帽的夾縫對支座的全貌和細部進行檢查。當支座處光線較暗或逆光時可打開攝像平臺上的照明，若受限于周圍地形無法貼近墩臺帽時，可預先手動調(diào)節(jié)光源處的聚焦透鏡，使光線聚集從而增加照明距離;攝像平臺的視屏信號、控制信號、電源通過傳輸器經(jīng)由線纜傳輸至圖像采集端。圖像采集端有兩路視屏輸出，一路接監(jiān)控屏幕能直接觀看到未經(jīng)壓縮的650線高清模擬信號，高清晰度有利于當場對病害進行判斷;另一路是轉(zhuǎn)換過的H.264標清數(shù)字信號，接筆記本電腦進行圖像錄制，壓縮過的數(shù)字信號有利于歸檔保存。采集端同時也有兩路攝像機控制信號，一路用遙控器操作，另一路在筆記本的圖像采集界面上操作，可獨立使用也可同時使用。當檢查結(jié)束后，收回手柄至最小長度，并將攝像平臺和控制器放回箱內(nèi)，便于攜帶和保管。

實際使用過程中，該系統(tǒng)需二人配合進行操作，一名養(yǎng)護員持伸縮手柄，移動攝像平臺使之處于合適的支座觀測位置并保持;一名養(yǎng)護員通過圖像采集系統(tǒng)進行觀測并對檢查情況進行記錄，圖2為現(xiàn)場支座檢查的工作照片。

5 支座觀測儀的實際應用

本次橋梁支座檢查，結(jié)合支座觀測儀的制作、改進，前后陸續(xù)持續(xù)了近二個月的時間，檢查了G2高速廣靖段橋梁10座，除揚州西路小橋上部結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆箱梁+板式橡膠支座外，其余均為空心板梁+板式橡膠支座的形式，共有支座3893個，本次檢查了1854個(部分橋梁墩、柱、梁位于河道中央，本次檢查未租船檢查)，發(fā)現(xiàn)存在病害的支座360個，約占檢查支座的19.4%。從檢查的10座橋梁來看，目前廣靖段橡膠支座病害的表現(xiàn)形式主要為:支座老化開裂、支座剪切變形、支座脫空等三種，一些病害嚴重的支座同時存在二種或三種病害情況，

6 結(jié)語

支座觀測儀的開發(fā)與應用，使橋梁檢測人員站在橋下即可對橋梁支座與梁板接觸情況進行檢查，克服了由于支座處空間狹小而檢查不便的困難，方便了橋梁支座的檢查。實踐證明，該種支座觀測儀裝置不僅可用于舊橋日常維護檢測，亦可對新建橋梁施工和舊橋加固施工中的支座進行檢查，具有較高的實用和推廣價值。

參考文獻

[1] 李云峰，王彤.梁橋板式橡膠支座檢查技術應用研究[J].北方交通，2009(7): 53～55.

[2] 張家新，賈成，劉宇東.橋梁支座檢查中攝像頭的應用與實踐[J].吉林交通科技，2010(3).