“千斤頂頂好了吧?”“小心點,把支座慢慢拖出來?!焙笔∥錆h市一座高架橋上車水馬龍,來來往往的司機并不知道,他們腳下的大橋正在進行一場橋墩上方支座替換的局部“手術”?!半m然工程量不大,但在不中斷交通的情況下更換支座,要求我們提前計算好各類參數(shù),精細施工,不能出半點紕漏?!眳魏昕f。
呂宏奎是中鐵大橋科學研究院有限公司橋梁研究一所兼結(jié)構(gòu)加固研究所所長、高級工程師。從技術員一路走來,他參與“診治”過的橋梁已有百余座。“我們的工作相當于給橋梁‘治病’,先發(fā)現(xiàn)‘病害’,再診斷‘病因’,最終徹底根除‘病害’,維護橋梁安全?!眳魏昕f。
診斷技術不斷升級,橋梁體檢更加精確
【資料圖】
和同事一起支起三腳架,安裝好三維掃描儀,呂宏奎緊盯手里的顯示器,觀察著數(shù)據(jù)的變化,凝神屏息。
如彩虹般飛躍漢江、連接漢口和漢陽的晴川橋是武漢的地標性建筑之一,針對類似的鋼管混凝土系桿拱橋,呂宏奎和團隊向我們展示了兩個檢測新技術——三維激光掃描技術和微波雷達測試索力。
“使用三維激光掃描技術,可以快速獲取橋梁各部位的外觀、各關鍵點等的詳細數(shù)據(jù),生成三維圖形。與橋梁早期數(shù)據(jù)對比,我們就能很快發(fā)現(xiàn)橋身是否有部位發(fā)生形變、位移等?!眳魏昕f,“比起10多年前,我們的橋梁檢測技術有了巨大進步?!?/p>
呂宏奎自2007年大學畢業(yè)后,就開始從事橋梁病害診治評估及設計工作。他清楚地記得自己參與的第一個橋梁維修加固項目是南昌八一大橋。
當時,呂宏奎跟師傅、同事們一起,一步一停,檢查斜拉索的問題,一點一點“把脈”橋梁關鍵部位的健康狀況,給大橋做了全面的三維掃描,找出“病灶”、開出“藥方”,最終完成了該橋的加固設計?!爱敃r我們要檢查斜拉索的問題,還得派人爬上斜拉索頂端,不僅危險,抽樣也有限,有些角度人眼看不見。而現(xiàn)在我們研發(fā)出了橋梁拉索智能檢測機器人,可以自動定位、自動返航,對每一根拉索進行精確診斷?!眳魏昕f,“前不久我去南昌,還專門到橋上轉(zhuǎn)了轉(zhuǎn)??吹轿覀兙S修加固的橋梁至今運行良好,很有成就感。”
系統(tǒng)性維修加固橋梁,治標更要治本
在一座立交橋的匝道橋下,記者看到,有的橋墩不僅加包了一層“鐵桶”,橋墩上方還增加了寬U形的“大翅膀”,像一雙大手抱住了橋身?!蔼氈帐芰χc單一,容易側(cè)翻。我們設計的‘翅膀’學名叫蓋梁,等于給它增加了兩個支點,結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定。而柱身加包鋼結(jié)構(gòu),鋼結(jié)構(gòu)一直深入到地下承臺,讓它更結(jié)實。”呂宏奎一邊檢查獨柱墩的運行情況,一邊介紹,“在一些橋梁拐彎處,橋墩上方還增加了速度鎖定器?!?/p>
“醫(yī)生治病要標本兼治,我們的工作也是一樣?!眳魏昕f。在他看來,經(jīng)過系統(tǒng)性維修加固的橋梁,若還會發(fā)生“二次病害”,那就是治標不治本。
10年前,呂宏奎曾接手某高架橋的整治工程。有群眾反映,這座橋運行一段時間后,橋面總會出現(xiàn)一些坑洞,屢修屢壞。呂宏奎說:“要徹底診治病害,必須進行系統(tǒng)性維修加固設計,頭痛醫(yī)頭、腳痛醫(yī)腳是不行的?!苯?jīng)過呂宏奎團隊的修整,這座橋至今再沒有大修過,修整方案已經(jīng)成為解決類似病害的通用方案。
近些年,橋梁突發(fā)病害應急處置考驗著呂宏奎團隊。某高速匝道橋橋墩傾斜、墩底斷裂,呂宏奎和團隊臨危受命,進行橋梁評定和加固設計,在較短的時間內(nèi)化解了危機;受洪水影響,某鐵路橋橋墩被沖歪,行車中斷,他和團隊快速到達現(xiàn)場開展監(jiān)測工作,為后續(xù)處理提供重要的數(shù)據(jù)支持……類似的突發(fā)事件,總能看到呂宏奎團隊的身影,他們應急處突的能力也得到提升。
加強橋梁實時監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)危險智能報警
“看到那些方盒子了嗎?”呂宏奎指著部分橋墩上方、某些橋體受力部位安裝的盒子說,“那其實是橋梁健康監(jiān)測設備,它們與我們后臺系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng),一旦發(fā)生異常情況,設備會向后臺自動報警?!?/p>
2020年4月26日,鸚鵡洲長江大橋主梁發(fā)生較大振動,駕駛員經(jīng)過橋上都能感到不適,引起社會廣泛關注。大橋出了什么問題?大家議論紛紛。
中鐵大橋科學研究院有限公司布置的橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng),及時并完整記錄下了事件全過程的風速風向、結(jié)構(gòu)振幅、結(jié)構(gòu)振動特性、持續(xù)時間等關鍵數(shù)據(jù)。通過分析,該公司檢測團隊在24小時內(nèi)給出了基本分析:“本次事件為風致渦激振動,發(fā)生時結(jié)構(gòu)振動較大,風振過后結(jié)構(gòu)關鍵參數(shù)已恢復正常,建議不必封閉交通?!彪S后,團隊對事件全過程數(shù)據(jù)進行深入分析,總結(jié)出該橋會發(fā)生風致渦激振動的必要條件,并增設了相關監(jiān)測設備,開發(fā)了相應的預警程序。
“上醫(yī)治未病,我們的工作重點也在向兼顧預防性養(yǎng)護轉(zhuǎn)變,不要等橋梁出事了再診治,而是時刻掌握其運行狀況,隨時排除可能的隱患?!眳魏昕嬖V記者,自動監(jiān)測系統(tǒng)起初運用在一些年代久遠的老橋上,后來一些新建橋梁也加入進來,“武漢是全國運用自動監(jiān)測系統(tǒng)較早的城市,目前已有上百座橋梁被納入‘智慧橋梁’系統(tǒng)?!庇浾?田豆豆