殷 迅，劉 敏

（重慶市中檢建筑工程質(zhì)量檢測有限公司，重慶400023）

橋墩作為橋梁結(jié)構(gòu)中重要的下部構(gòu)件，不僅承擔(dān)著上部結(jié)構(gòu)及汽車等產(chǎn)生的豎向軸力、水平力和彎矩，有時(shí)還受到風(fēng)力、土壓力、流水壓力以及可能發(fā)生的地震力、冰壓力、船只和漂流物的撞擊力等荷載的作用，因此橋墩也是橋梁中比較容易出現(xiàn)病害的結(jié)構(gòu)。橋墩病害直接影響或損害其自身乃至橋梁整體的安全性、實(shí)用性、耐久性和美觀。根據(jù)現(xiàn)行《城市橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（CJJ77－2003）的相關(guān)結(jié)構(gòu)缺損狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，墩臺(tái)部件權(quán)重占全橋結(jié)構(gòu)部件權(quán)重的45%，橋梁墩臺(tái)一旦出現(xiàn)嚴(yán)重病害將嚴(yán)重影響到橋梁整體的結(jié)構(gòu)安全。目前，我國建造的各類橋梁有數(shù)萬座，許多橋梁橋墩的技術(shù)狀態(tài)較差，對(duì)于隱蔽病害，若不及早發(fā)現(xiàn)，將危及運(yùn)營安全，不及時(shí)整治，導(dǎo)致全橋報(bào)廢造成重大事故和損失。

1 病害橋梁概述

因橋梁墩柱出現(xiàn)病害致使橋梁事故頻繁出現(xiàn)。例如，2014－3－10，上海市松蒸公路斜塘大橋遭船只撞擊，致使墩柱開裂（見圖1），橋梁存在坍塌隱患，目前大橋雙向道路已封閉。2012－11－14，四川省瀘州長江大橋引橋2號(hào)墩因橋梁多年一直處于超負(fù)荷狀態(tài)，墩頂部位出現(xiàn)豎向開裂（見圖2），致使瀘州長江大橋全橋交通封閉。2011年6月，云南省昆明市昆安公路高峣立交橋受高架橋梁西側(cè)渣土堆積而遭受不平衡水平推力，造成K14＋926～K15＋095段右幅橋10～18號(hào)墩地基橫移，臨近的5個(gè)橋墩（11～15號(hào)墩）被擠壓變位，矩形墩身表面出現(xiàn)大量U形裂縫，最大寬度1.5mm（見圖3）；上部箱梁整體向外偏移最大約13cm，個(gè)別擋塊被擠壓破損，支座剪切變形，致使昆安高速部分路段封閉。2009－5－17，湖南省株洲市市區(qū)紅旗路高架橋發(fā)生坍塌事故，據(jù)報(bào)道，該高架橋部分橋墩、橋體事前已出現(xiàn)裂縫，有關(guān)部門未及時(shí)對(duì)此橋進(jìn)行限行、封鎖，造成重大人員傷亡。

圖1 斜塘大橋墩柱開裂

圖2 瀘州長江大橋引橋墩柱開裂

圖3 斜塘大橋墩柱開裂

目前橋梁檢測中，普遍對(duì)上部結(jié)構(gòu)以及橋梁基礎(chǔ)比較重視，作為橋梁重要承重構(gòu)件的橋墩則經(jīng)常被忽視。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國高等級(jí)公路和鐵路建設(shè)呈突飛猛進(jìn)的勢態(tài)，而山區(qū)地形復(fù)雜、地質(zhì)情況多變，線路線形設(shè)計(jì)制約因素較多，高等級(jí)公路和鐵路對(duì)線型等方面的要求使得山區(qū)公路或鐵路中出現(xiàn)了許多高墩橋梁，墩高60m甚至百米以上橋梁層出不窮。

2 常規(guī)橋墩外觀檢測方法

我國對(duì)于高墩橋梁的墩柱檢測方法有遠(yuǎn)距離目測、利用高倍望遠(yuǎn)鏡觀測、利用橋檢車進(jìn)行檢測、利用路燈檢修車進(jìn)行檢測、圍繞墩柱搭設(shè)支架進(jìn)行檢測。

前2種方法對(duì)墩柱進(jìn)行近距離、詳細(xì)檢查，無法確定墩柱的實(shí)際病害情況和使用條件，僅適用于橋梁的經(jīng)常性檢查中，如需要對(duì)墩柱進(jìn)行詳細(xì)的外觀檢測或結(jié)構(gòu)檢查，該類方法顯然不適用。

第3種方法利用橋檢車對(duì)墩柱進(jìn)行檢測，見圖4。該方法對(duì)墩柱上部局部區(qū)域（如蓋梁附近）進(jìn)行檢測，例如墩柱較高，墩柱中部病害難發(fā)現(xiàn)、無法近距離觀測；若待檢橋梁人行道寬度過大，超出橋檢車懸臂長度，無法采用橋檢車進(jìn)行檢測。

圖4 橋檢車在橋梁檢測中的應(yīng)用

第4種方法，采用路燈檢修車進(jìn)行檢測，見圖5。該種方法對(duì)墩柱進(jìn)行近距離的詳細(xì)檢查，對(duì)橋梁跨越的障礙物要求較高，僅適用于橋下可通行車輛的跨線橋，如果是跨河跨溝橋則不適用；此外，該種方法受路燈檢修車的最大提升高度限制，無法檢查墩高10m以上的高墩橋梁。

第5種方法搭設(shè)支架的方法進(jìn)行檢測，如圖6所示，對(duì)墩柱進(jìn)行近距離詳細(xì)檢查，但搭設(shè)支架需要耗費(fèi)大量人力物力，支架的重復(fù)利用性差，檢查時(shí)需要爬上支架，存在一定的安全隱患。本方法一般適用有較嚴(yán)重病害的墩柱，配合加固施工改造的，保證經(jīng)濟(jì)性。

圖5 路燈檢修車在橋梁檢測中的應(yīng)用

圖6 搭設(shè)支架進(jìn)行檢測

3 一種新的橋墩外觀檢測裝置

目前我國常用5種橋梁外觀檢測輔助措施，各種方法均受限。為解決這一問題，提出一種新型橋墩外觀檢測裝置。簡要來說，該裝置通過搭建簡易的支撐架，并在支撐架上設(shè)置探測頭，利用牽引繩牽動(dòng)支撐架延橋墩墩柱上下滑行，通過檢測頭獲取橋墩外觀病害信息，實(shí)現(xiàn)橋墩外觀病害檢測，降低檢測成本，減少安全隱患。

該裝置詳細(xì)的立面和平面構(gòu)造示意見圖7、圖8。

該裝置主要部件為圍繞墩柱搭建的簡易水平支撐架，該水平支撐架為矩形，通過4根角鐵（根據(jù)墩柱大小也可選擇槽鋼或其他型鋼）搭建而成，縱向與橫向角鐵間通過φ16螺栓固定。為適應(yīng)不同截面（矩形或圓形）、不同大小的橋墩，在每根角鐵上按照預(yù)設(shè)的間隔（10cm）均勻開設(shè)多組螺栓孔，選擇適當(dāng)距離的螺栓孔、調(diào)節(jié)矩形支撐架的大小達(dá)到適應(yīng)不同橋墩尺寸的目的。

該裝置獲取橋墩病害的裝置是4個(gè)檢測頭。水平支撐架的每條邊上縱向設(shè)置一根扁鐵，在每根扁鐵上固定有一組行走輪和一個(gè)攝像頭。為便于安裝行走輪和檢測頭，扁鐵彎折成上、中、下三段，上端保持水平方向，用于固定檢測頭，下段保持豎直方向，用于連接水平支撐架并固定行走輪。行走輪在卷揚(yáng)機(jī)等的牽引下在橋墩柱面上上下滑行，通過檢測頭獲取橋墩外觀的病害信息。

圖7 新型橋墩外觀檢測裝置立面示意

圖8 新型橋墩外觀檢測裝置平面示意

整套平臺(tái)的牽引裝置采用固定在地面上的輕型卷揚(yáng)機(jī)，牽引繩通過固定在橋梁上部結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)向滑輪連接在檢測平臺(tái)上。使用時(shí)平臺(tái)在卷揚(yáng)機(jī)等的牽引下在橋墩柱面上上下滑行以達(dá)到檢測橋墩外觀病害的目的。

走行輪采用硬橡膠輪，走行輪直徑約30cm，每邊2個(gè)，全套平臺(tái)共設(shè)置8個(gè)。

檢測頭可采用攝像頭，通過無線或有線方式將獲取的圖像信息發(fā)送到服務(wù)器端，利用圖像處理技術(shù)即可自動(dòng)識(shí)別出橋墩外觀的病害信息。當(dāng)然也可以采用便攜式攝像機(jī)，通過攝像機(jī)錄制每個(gè)橋墩墩柱外觀的圖像信息，然后再分析錄制得到的視頻圖像，獲取墩柱外觀的病害信息。

4 新型橋墩外觀檢測裝置的優(yōu)點(diǎn)

該新型橋墩外觀檢測裝置的顯著優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，可以重復(fù)利用，適用于不同截面、不同大小的橋墩。在橋梁（尤其是高墩橋梁）檢測中使用此種新型橋墩外觀檢測裝置，相對(duì)于其他檢測方法操作上更加方便，而且在使用過程中無需破壞混凝土結(jié)構(gòu)，既可以對(duì)墩柱外觀進(jìn)行詳細(xì)的近距離檢查，又避免搭設(shè)支架存在的諸多不便，同時(shí)檢測結(jié)果比較準(zhǔn)確、直觀。

5 結(jié)束語

隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的開展，越來越多的跨河跨溝橋正在或已經(jīng)建成，受線路地形、坡度等的限制，此類橋梁橋墩非常高，傳統(tǒng)的橋梁檢測方法越來越難以適應(yīng)此類高墩橋梁的檢測作業(yè)。而作為橋梁重要承重結(jié)構(gòu)的橋墩一旦出現(xiàn)問題，不僅危及線路的運(yùn)營安全，而且可能導(dǎo)致全橋報(bào)廢從而造成重大事故和損失。本文提出的這種橋梁墩柱外觀檢測裝置能夠較好地解決高墩橋梁墩柱尚無有效近距離檢測方法的問題，且較為經(jīng)濟(jì)、便利。新型橋墩外觀檢測裝置，實(shí)際應(yīng)用中難免有各種因素的影響，還有大量問題有待解決，如牽引檢測平臺(tái)提升裝置的掛設(shè)、系梁的影響、裝置尚無法應(yīng)用于變截面墩柱等問題，這些都有待于進(jìn)一步的研究。

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