菲律宾打拉省一夜两桥垮塌4人失联:三维激光扫描在桥墩冲刷掏空检测与老桥现状建档中的应用
8月28日23点56分,菲律宾打拉市横跨打拉河的阿基诺大桥垮了。建成才25年的混凝土桥,中央桥墩被裹着泥沙碎石的洪水冲垮,一段桥面拦腰断裂坠进河里。
第二天晚上8点32分,作为替代路线的阿加纳大桥也断了。这座上世纪40年代建的老桥中段在暴雨中突然断裂,一辆载着5人的SUV正好开到断口处,连人带车坠河。车里只有纳撒尼尔·迪松一个人被空军救援队救起,另外4人下落不明。8月31日,其中一名乘客的遗体在距事发地约90公里的邦阿西楠省水域被找到。打拉省省长克里斯蒂安·亚普8月30日宣布全省进入灾难状态,公造部部长文斯·迪松说得很直白,打拉市被切断了,唯一通道只能绕行赫罗纳,多跑40公里。
两座桥的死法不一样,测法也不一样
阿基诺大桥25年,混凝土结构,垮因是中央桥墩被洪水冲垮,问题出在水下基础。阿加纳大桥八十多岁,垮在中段,是老桥结构本身扛不住了。一个查河床,一个查结构本体,两套数据,分开做。
当地居民提出过一个怀疑,说河床采砂掏空了桥梁地基。这个说法目前没有定论,但方向是对的。桥梁水毁事故里有相当一部分的根因在河床,不在桥上。河床被下切,桥墩的有效埋深就少了,冲刷坑再往下掏,基础悬空,桥自己就倒了。桥面看着还好好的,底下早就空了。
冲刷掏空怎么测
关键在河床断面。水上部分用地面站扫描仪打,水下用测深仪走断面,两套数据拼到同一个坐标系里,桥墩周围的冲刷坑深度和范围就能量出来。测的时候要沿着桥轴线上下游各拉几条断面线,间距按墩径定,一般控制在5到10米。数据出来后看两件事:冲刷坑最深点的高程,和它对桥墩基底的淘蚀程度。
一次测量只能说明现状,说明不了趋势。真正有用的是历年数据堆叠:今年汛前冲深多少,汛后又冲深多少,一年下切几厘米。这个速率才是决定要不要加固的依据。我们接过的桥梁检测项目里,凡是能拿出三期以上数据的,加固方案的说服力完全不一样,设计院也认。
| 检测内容 | 难点 | 设备组合 | 产出成果 |
|---|---|---|---|
| 桥墩周围河床地形 | 水下能见度差、水流急 | 测深仪 + 地面站扫描 | 冲刷坑深度、范围、最深点高程 |
| 桥墩基础露出情况 | 桩身附着杂物、水面浮动 | 地面站高分辨率扫描 | 基础悬空高度、混凝土剥落范围 |
| 上部结构现状 | 跨度大、桥下净空高 | 地面站 + 无人机补盲 | 梁体线形、裂缝分布、支座状态 |
| 河段整体断面 | 范围大、岸线长 | 无人机航测 + 水下测深 | 河段纵横断面、过流能力复核 |
| 桥位两岸地形 | 植被遮挡 | 无人机激光雷达 | 岸坡稳定性、便线选址底图 |
八十年代之前的老桥,图纸基本都不可信
阿加纳大桥建于上世纪40年代,这类桥做检测有个绕不开的问题:图纸和现场对不上。改建过、加宽过、修过好几回,档案里留的那套图跟现在的桥早就不是一回事了。拿着旧图去算承载力,算出来的结果没法用。
所以老桥检测的第一步永远是现状建档,不是验算。把桥的实际几何完整采下来:每跨的跨度、梁高、墩台尺寸、支座位置、桥面宽度。点云里这些都能量,误差控制在毫米级。有了这份实测模型,再做结构验算才有基础。顺带一提,混凝土剥落、露筋、裂缝这些病害在点云配合高清纹理的模型上也能圈出来,位置精确,后面修补时可以按图定位。
临时贝雷桥的选址也得先测
公造部的抢修方案是在阿加纳桥旁架贝雷钢桥,重型设备和材料已经运到现场。临时桥选址看着简单,实际要满足的条件不少:两岸引线的坡度、桥台位置的地质、施工期水位、与主河槽的交角。这些都需要一份桥位两岸的地形底图。
用无人机激光雷达飞一遍,植被能穿透,地面点提取出来就是可用的地形。半天时间拿到的东西,比派测量队跑两天还全。抢通阶段最缺的就是时间,这套流程能省下来的不止是时间。
汛期桥梁该按什么节奏查
实话实说,大部分地区的桥梁巡检还停留在人工目测加一声锤响的阶段。桥墩水下的部分,人根本看不到。等桥面出现裂缝、栏杆变形,问题已经发展很久了。
比较合理的节奏是三期:汛前扫一遍留基准,汛中遇到大流量过程后抽查重点桥,汛后再扫一遍做差分。一年的冲刷量出来,哪几座桥在恶化、恶化多快,排优先级就有据可依。全部桥梁每年都做一遍不现实,把预算压在冲刷速率异常的那几座上,钱才花得值。
云绘科技在深圳做激光三维扫描和水下地形测绘服务,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。桥梁检测、河道断面、水下地形这类水上水下结合的活,我们自有设备能一次做完。技术方案见技术页,项目经验见案例页。