临清先锋大桥桥板脱落坠亡后全封闭:三维激光扫描在文保桥梁修缮前现状建档中的应用

9月10日,山东聊城临清市人民政府发布公告,对先锋大桥全段桥面实施全封闭管控,待修缮完工、验收合格后解除。此时距离22岁青年赵鑫水在这座桥上坠亡,已经过去近50天。

7月24日清晨,他在桥面步行时,脚下的步道桥板突然脱落,人坠入桥下十多米深的卫运河。遗体第二天在下游约4公里处被打捞上岸。事发前三个月,当地多部门还开过一次安全隐患整改协调会,最后的处置是做警示提醒,没有封闭,也没有修。

这座桥1959年建成,2013年被列为山东省第四批省级文物保护单位,1992年起只允许行人和非机动车通行。

文保身份让修桥多了一道程序

事故之后有媒体报道,住建部门工作人员提到维修需要省文旅厅审批。这句话很多人看不懂,桥坏了为什么不直接修。

原因就在文保单位的身份上。列为文物保护单位的建筑,修缮方案要报文物主管部门审批,审批的核心原则是不改变原状最低限度干预。哪些构件能换,哪些必须原样保留,用什么工艺,都得在方案里说清楚。

问题来了。审批要看的,是这座桥现在到底是什么状态。而1959年的老桥,中间经历过若干次维修,竣工图纸要么缺失,要么和现状对不上。拿一套不准的图纸去报方案,审批通不过是小事,按错的图纸修下去才是大事。

我们做过的老桥和古建项目里,图纸与现状不符是常态,不是例外。有一次现场一测,桥面实际宽度比图纸上宽了40多厘米,是某次加宽改造后没更新图纸。设计单位按原图做的加固方案,构件位置全部对偏。

桥板脱落这类病害,巡查时看不到

有人会问,既然开过隐患整改会,为什么没查出来。

步道板脱落不是一个瞬间发生的事。之前通常有支座锈蚀、板底混凝土剥落、钢筋锈胀、锚固失效这些过程。难处在于,这些部位大多在桥面板的底面和侧面,日常巡查的人在上面走,看不见下面。

传统桥梁检测靠的是桥检车加人工目测,能到的位置有限,死角不少。三维扫描的做法是把整座桥的几何完整采一遍,包括底板、侧面、支座、墩台、栏杆。采完之后在点云里翻看,哪里变形、哪里空鼓、哪块板相对相邻板下沉了几毫米,都能量出来。

我们实测过一座同类老桥,桥面上看不出任何问题,点云上步道板的相对高差已经有十几毫米,几块板的挠度明显偏大。这种程度的异常,肉眼站在桥上是发现不了。

病害类型常规检测难点扫描能给出的结果
步道板松动下沉底面不可见,靠敲击判断相邻板高差、单板挠度数值
支座老化错位空间狭小,视角受限支座偏移量、脱空高度
墩台沉降倾斜需水准测量,点位稀疏整体点云拟合,连续变形面
栏杆扶手松动逐个摇晃,效率低整排构件的相对位移排序
桥面线形变化单点测量,看不出趋势纵断面连续曲线,挠度分布

老桥修缮设计卡在第一步:没有准确的现状图

设计院接老桥修缮项目,最耗时的往往不是出方案,是摸清现状。没有可靠底图,方案就建立在假设上。

三维扫描交付的东西可以直接当设计底图用。完整点云,加上桥面正射影像、关键断面图、构件尺寸标注。设计人员在电脑里就能量到任意位置的尺寸,不用反复跑现场补测。

对文保项目还有一层价值。点云本身是客观记录,可以作为修缮报批的附件材料,说明哪些是原始构件、哪些是后代添加、现状残损到什么程度。审批方看到的不再是文字描述,是可核验的数据。

全封闭这段时间,是建档最好的窗口

封闭本身带来一个技术上的好处。没有行人车辆,可以在桥面任意位置架站,可以做夜间作业,可以从桥下、从侧面、从河岸多个角度补采,不用担心安全和交通导改。

这类窗口期在桥梁项目里不多见。平时做交通桥梁扫描,往往要夜间封一条车道,时间按小时算,站位数和覆盖率都得让步。

所以封闭之后、修缮之前,应该抓紧做一次完整的现状建档。这份档案有三个用途。一是修缮前原状永久留存,文保项目要求最低限度干预,没有原状记录就无法证明干预了多少。二是设计依据。三是修缮完成后的比对基准,验收时可以逐构件核,看实际做的内容和批复方案是否一致。

再往后看,这份档案还是长期监测的起点。老桥的问题不是修完就结束,一两年后再扫一次,跟这次比对,沉降和变形的速率就出来了。是稳定还是在加速,数据会说话,不用靠感觉判断要不要再封一次。

精度和频次怎么定

桥梁项目选精度,先看要回答什么问题。

测量目标推荐手段精度说明
全桥整体形态与线形地面三维激光扫描毫米级多站拼接,统一坐标
桥面与步道板高差地面扫描 + 断面提取2mm 以内需扣除桥面铺装厚度
裂缝宽度与走向贴近摄影测量亚毫米分辨率配合正射影像成图
支座与连接细部手持式扫描仪0.1mm 级空间狭小处适用
水下墩台冲刷声呐配合扫描厘米级水面上下数据需融合

频次上,文保桥梁建议两年一次常规建档。如果上一期已经发现明显变形,缩短到半年或一年。单次精度再高,也替代不了多期比对给出的趋势信息。

云绘科技在深圳做激光三维扫描服务,桥梁、古建筑、市政设施的现状建档做得比较多,精度做到2毫米以内。老桥无图测绘和文保修缮前记录这类需求,一般现场一到两天能采完,一周内出成果。技术流程见技术方案,历史项目见案例页

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