程 咏 春

(中交路桥建设有限公司，北京 100010)

1 公路桥梁目前的问题和挑战

由于工程建设中，材料缺陷及设计或者施工等因素的影响，如何进行科学合理的工程鉴定是一个需要优化的问题。工程建设项目不像汽车零件那样可以进行单个试件的破坏来确定质量是否合格，所以通过非破坏性试验检测技术对工程领域来说是一个相对较为可实现的操作方式[1]。通过这种方式，可以评价出工程质量是否有缺陷，同时还是工程质量管理的组成部分。其重要性主要体现在[2]：对新技术的推广应用具有一定的价值，通过试验验证，保证计划的可行性；通过对工程当地的材料进行现场试验手段，验证现场的工程材料是否可以直接应用于当地项目；通过试验检测也可以对工程质量的评定起到一定的验证作用。

不过目前路桥试验检测也存在一些难题[3,4]：查验的样品和实际工程中的试件材料不能保证一致，如此查验的结果对工程就失去指导意义；监理工作实施不到位，不少施工单位为节省开支，偷工减料，但现场监理由于存在形式主义，没有发挥应有的监管作用；抽查的样品结果送检晚，施工工序的进行往往在结果出来之前就已经进入下一步，使得试验检验在现实工程中起不到实质作用。

2 公路桥梁监测解决方案

对于公路桥梁，国内外桥梁安全事故经验教训表明：当桥梁使用10年～20年时，其设计及施工时的缺陷大部分会暴露出来，同时公路桥梁的安全问题也因长期运营而累积的疲劳和损伤开始凸显，此时易发生安全事故。该情况下，可对需要长期监测的公路桥梁进行自动化监测。自动化监测的优势见表1。在此需要说明的是，要进行自动化监测，除了相应的传感器外，自动化监测系统也是很重要的一环。要实现公路桥梁项目的全寿命周期监测，就要求监测系统能同时满足施工期和运营期的要求，并且可根据不同传感器的数据情况予以及时远程接收，实现数据的统一化管理和分析。

表1 自动化监测优势

知物云监测系统是目前国内自动化监测领域相对功能较为齐全的监测平台，其具备界面友好性、功能开发性、权限完善性等特点，可实现多个结构物在同一个平台上同时监测的效果，并且跟市场上各种信号的传感器形成了无缝对接，从而实现多项目的统一管理，使得海量数据的分析、评估等工作更加高效便捷。平台功能有远程数据接收、数据异常告警、定时报表生成、数据分析对比、数据预测等，尤其是平台融入了AI技术和BIM模型的对接，适合公路桥梁监测项目的应用。

3 监测实例

清江大桥主桥采用单跨双铰钢桁架悬索桥方案，孔跨布置为2×25 m(T梁)+420 m(单跨双铰悬索桥)+3×25 m(T梁)。桥梁起点桩号 K17+396.000，桥梁终点桩号K17+957.000，桥梁全长 561 m，桥梁净宽：1.5 m(人行道)+8 m(车行道)+1.5 m(人行道)，见图1。

温度的变化及跨度的不同会对基准索股的线形产生影响，监控计算应给出各种温度下和跨度变化下的线形控制表或经检验的公式或计算程序供施工单位使用。

对索塔的应力监测可以掌握应力状态；同时对索塔的横向偏位进行线形测量，主要以观测为主，掌握其变化规律；索塔完成后，选择具有典型代表意义的天气，对索塔塔顶位移进行24 h连续观测。

另外，需要对索塔进行静态变形监测。索塔变形测量包括观测的时间、空气温度、索塔阴阳面混凝土表面的温度和索塔在顺横桥向方向的位移量，而且必须连续观测24 h以上，从而获取索塔变形量随时间和温度变化的数学模型，最后根据这一数学模型，推求任一时间的变形量，以掌握其变形的规律，如图2，图3所示。

随着桥面一、二恒的逐步加载，荷载量越来越大，桥塔受到的水平力逐步增大，因此在进行整个上部结构施工过程中，均应进行索塔底部应力监测，作为塔顶顶推的控制参数之一。索塔位移监测与索塔应力监测，是确定现场主索鞍顶推的关键性指标之一，因此在桁架梁吊装过程需持续监测索塔顶部位移。利用知物云在线监测系统，监测的应变、温度、位移结果见图4～图6。

从监测结果看，选取两个测点的应变结果(如图4所示)进行查看，应变的波动范围基本处于100 με范围内，说明索塔的应变变化较为平缓，测点无明显受力突变。温度监测结果(如图5所示)说明内外温度变化趋势基本一致，测点外温度高于测点内温度，符合实际。索塔的位移变化(如图6所示)基本处于稳定的范围内，通过变形结果判断结构安全。

4 结语

公路桥梁质量事关交通安全和人民的生命安全，环境、施工过程、人为因素等会对桥梁的工作状态和使用寿命产生影响，尤其是近年来新材料、新技术、新工艺和新结构的应用，提高了桥梁的承载能力，但理论计算和实际结构受力特性存在差异，因此通过自动化监测系统对其每个阶段进行实施自动化监测分析，尤其是施工阶段，利用客观准确的监测数据来评判桥梁是否处于安全状态，可以极大提高工程效率，监测数据与理论计算的结果对比，随时调整施工进展，保证结构实际状态与设计匹配或接近，并在异常数据出现时，及时发现重点处理，为交通运输和人员安全提供极大的便利。