桥梁:从"几年测一次"到"每天体检"
桥梁是生命线里最容易“看得见”的一类——它就在地面上,但真正的损伤往往发生在看不见的地方:支座、拉索锚头、水下基础。
这个领域管什么
城市生命线语境下的桥梁,指城市范围内的市政桥梁与重要跨线、跨河桥梁。按 CJJ 99-2017《城市桥梁养护技术标准》,其养护范围包括桥梁本体及其附属设施,且这部标准的第 9 章还专门覆盖了城市隧道——这一点常被忽略,城市隧道的养护要求其实写在同一本标准里。
主要风险从哪里来
| 风险来源 | 机理 | 特殊性 |
|---|---|---|
| 超载车辆通行 | 实际荷载长期超过设计荷载等级 | 损伤累积且不可逆 |
| 疲劳损伤 | 反复荷载下钢构件与焊缝产生疲劳裂纹 | 无明显预兆 |
| 洪水冲刷 | 墩台基础周边土体被水掏空 | 汛期突发性强 |
| 船舶或车辆撞击 | 直接撞击墩身、栏杆、上部结构 | 瞬时、后果重 |
| 环境侵蚀 | 除冰盐氯离子侵蚀、混凝土碳化、钢筋锈蚀 | 缓慢但普遍 |
| 支座与伸缩装置失效 | 老化、变形、卡死 | 影响结构受力体系 |
在众多输入里,超载和冲刷是最需要盯住的两类。前者是持续累积损伤,后者是汛期突发。很多城市的桥梁监测优先覆盖的就是“重载车通行多的桥”和“跨河、易冲刷的桥”。
通常监测什么
桥梁的思路与其他管网不同,它属于结构健康监测的范畴:
- 变形类:桥墩沉降与差异沉降、主梁挠度、墩顶位移、支座位移。
- 振动类:加速度时程与自振频率变化,是判断整体刚度退化的常用手段。
- 应变应力类:关键截面的应变、索力(对斜拉桥、悬索桥)。
- 环境荷载:风、温度、水位与流速(冲刷评估的输入)。
- 交通荷载:称重与视频,识别超载车辆。
- 裂缝与位移:关键部位的结构裂缝宽度、倾角。
把这些做起来之后,一个直观的变化是评估频率提升。安徽省住建厅在介绍生命线工程实践时提到,桥梁方面系统每天进行两次综合健康评估,而过去多是一到两年的人工检测——这中间差的是两个数量级的时间分辨率。
检测制度:三类不可互相替代
CJJ 99-2017 把桥梁检测评估分为经常性检查、定期检测、特殊检测三类,周期按养护等级区分:Ⅰ 等养护的桥梁应每日巡检,Ⅱ 等不宜超过 3 天,Ⅲ 等不宜超过 7 天;常规定期检测每年一次;结构定期检测对 Ⅰ 类养护桥梁间隔宜为 35 年,ⅡⅤ 类宜为 6~10 年。遭受洪水冲刷、船舶或车辆撞击、地震、火灾等特殊情况后,还应进行特殊检测。
值得注意的是:在线监测不能替代定期检测。传感器测的是若干关键截面,而定期检测是覆盖面更广的外观与专项检查,两者叠加才有意义。
关键标准:强制条文已统一到 GB 55011-2021
GB 55011-2021《城市道路交通工程项目规范》自 2022 年 1 月 1 日起实施,为强制性工程建设规范,全部条文必须严格执行;GB 51286-2018《城市道路工程技术规范》同时废止,《城市桥梁设计规范》CJJ 11-2011(2019 年版)、《城市桥梁工程施工与质量验收规范》CJJ 2-2008 等标准的相关强制性条文同时废止。
养护与检测环节依然主要依据 CJJ 99-2017,行业标准 JT/T 1037-2022 等可作为具体监测实施的参考。
它和综合管廊的关系
桥梁与管廊本身没有直接的容纳关系——管廊一般在道路下方,桥梁在道路之上或跨水。但在城市生命线工程里,两者有一个共同点:都高度依赖对“看不见的损伤”的识别能力,因此在各地的推进中常常被放在同批次。前述安徽实践中,就在省级平台汇集桥梁基础信息数据的同时布设了大量前端感知设备,其中桥梁监测设备占相当比重。
延伸
- 隧道的养护要求也在 CJJ 99-2017 里:《隧道:封闭空间里的最高危场景》
- 自有巡检频次如何提升到日评估:参见《监测什么:分行业对象与指标》
依据与出处
- 《住房和城乡建设部关于发布国家标准《城市道路交通工程项目规范》的公告》住房和城乡建设部公告2021年第68号
- 《关于印发《连山壮族瑶族自治县城市桥梁养护中长期规划(2023-2030)》的通知(引 CJJ 99-2017 检测评估要求)》
- 《深入贯彻落实《住房城乡建设部关于推进城市基础设施生命线安全工程的指导意见》》
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