海南G98烧旗沟大桥6跨铰缝失效梁板下挠:三维激光扫描在装配式梁桥铰缝病害检测与加固前建档中的应用

受第18号台风"沙德尔"残涡与季风槽共同影响,海南多地出现持续性强降雨。海南省公路管理局通报,G98海南环岛高速崖城段烧旗沟大桥K267+600至K267+100段左幅出现桥梁安全风险:6跨6道铰缝失效,梁板下挠3到5厘米,铰缝渗漏水。经现场研判存在安全隐患,自9月1日14时起封闭左幅第一行车道,第二行车道正常通行,解除时间视抢修加固情况而定。

省道方面,8月31日傍晚强降雨引发昌江黎族自治县S310邦海线高边坡塌方,点位在临近G98邦溪互通的K8+490至K8+540处,塌方量约350立方米。现场评估认为边坡上方残留大量松动危石,暂不具备清障施工条件,需待天气稳定、土体固结后再做系统加固。东方市同期发布地质灾害气象风险蓝色预警。

铰缝失效是装配式梁桥的老毛病

装配式空心板桥和T梁桥,相邻梁板之间靠铰缝连接,铰缝的作用是把车轮荷载分给相邻几片梁。按单板受力设计和按铰缝传力设计,梁的配筋完全不一样。铰缝一旦失效,车轮压上去就是那一片梁独自扛,行话叫单板受力。

铰缝失效在外观上有迹可循:桥面沿铰缝位置出现纵向裂缝,雨天梁底渗水,重车经过时梁板有明显错动。这些现象是长期积累的结果,强降雨只是把它暴露出来。

梁板下挠3到5厘米,怎么量才准

通报里的下挠量是3到5厘米,这个数字背后是测量方法的问题。桥面有铺装层,有横坡和纵坡,梁底又够不着,拿水准仪测桥面高程,测到的是铺装层表面,不是梁体本身。

扫描的做法是从桥下往上扫,把每片梁的底面完整采下来。梁底是干净的几何面,点云里直接提取每片梁的纵桥向线形,相邻梁之间的高差也能量出来。这样得到的是梁体真实的下挠分布,不是推算值。加固设计要的就是这个数据,差一厘米,方案可能就不同。

检测项常规做法扫描做法对加固设计的意义
梁体下挠水准仪测桥面高程桥下扫描梁底,提取线形判断是否需顶升、确定顶升量
铰缝错台目视加塞尺,抽样全桥逐道量测高差确定失效铰缝范围与处治顺序
梁体横向位移难测,常省略点云提取梁边线对比判断支座与横向连接状态
渗水痕迹拍照记录点云赋色加正射影像定位渗水点与铰缝位置的对应关系
墩台与支座搭架靠近检查远距离扫描,不中断交通排除下部结构问题

渗水痕迹和铰缝失效能对上位置

铰缝渗水是这类桥最常见的报告内容。水从桥面裂缝下去,顺着失效的铰缝往下渗,在梁底留下水痕。渗出位置和失效铰缝的位置是对应的,这条线索在现场很有用。

点云可以带真彩色,也可以用反射强度表现材质差异。湿区和干区的反射特性不一样,渗水痕迹在点云上能直接识别。把渗水点坐标和梁底铰缝位置对齐,哪几道铰缝失效基本就定位了,不用逐道去敲。

加固设计要的是现状数据

有个问题常被忽略:加固设计如果拿竣工图当现状,算出来的东西和现场对不上。桥梁用了十几年,铺装层加铺过、支座换过、梁体已经下挠,竣工图上的数字不是现场的数字。

我们接加固前的建档项目,交付物是现状点云加一套关键断面图。设计院拿这份数据建模,边界条件是真实的。这个活不复杂,省下的返工时间很明显,比设计完再发现对不上强。

高边坡塌方后的危石排查

S310那处塌方清障暂时没法做,原因是边坡上方还挂着松动危石。这个判断是对的,人进去清理,上面掉石头,二次事故比第一次更难处理。

判断危石分布,靠远距离扫描比靠人靠近看安全。无人机贴近摄影加地面站从对侧补扫,把坡面完整采下来,在点云里量出每块孤石的体积、所在坡度、下方有没有支撑。这个数据是后续做主动防护网和清除方案的输入。等天气稳定、土体固结了再进场,按这份清单施工,顺序也有依据。

云绘科技在深圳做激光三维扫描服务,精度做到2毫米以内,累计完成500多平方公里采集,服务过80多家机构。既有桥梁病害建档、加固前现状测绘、公路边坡隐患排查这些项目我们做得比较多。技术流程见技术方案,历史项目见案例页

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