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我给大桥当“医生”(建设更高水平的平安中国)

  吕宏奎正在使用三维扫描仪对晴川桥进行全面扫描。

  “千斤顶顶好了吧?”“小心点,把支座慢慢拖出来。”湖北省武汉市一座高架桥上车水马龙,来来往往的司机并不知道,他们脚下的大桥正在进行一场桥墩上方支座替换的局部“手术”。“虽然工程量不大,但在不中断交通的情况下更换支座,要求我们提前计算好各类参数,精细施工,不能出半点纰漏。”吕宏奎说。

  吕宏奎是中铁大桥科学研究院有限公司桥梁研究一所兼结构加固研究所所长、高级工程师。从技术员一路走来,他参与“诊治”过的桥梁已有百余座。“我们的工作相当于给桥梁‘治病’,先发现‘病害’,再诊断‘病因’,最终彻底根除‘病害’,维护桥梁安全。”吕宏奎说。

  诊断技术不断升级,桥梁体检更加精确

  和同事一起支起三脚架,安装好三维扫描仪,吕宏奎紧盯手里的显示器,观察着数据的变化,凝神屏息。

  如彩虹般飞跃汉江、连接汉口和汉阳的晴川桥是武汉的地标性建筑之一,针对类似的钢管混凝土系杆拱桥,吕宏奎和团队向我们展示了两个检测新技术——三维激光扫描技术和微波雷达测试索力。

  “使用三维激光扫描技术,可以快速获取桥梁各部位的外观、各关键点等的详细数据,生成三维图形。与桥梁早期数据对比,我们就能很快发现桥身是否有部位发生形变、位移等。”吕宏奎说,“比起10多年前,我们的桥梁检测技术有了巨大进步。”

  吕宏奎自2007年大学毕业后,就开始从事桥梁病害诊治评估及设计工作。他清楚地记得自己参与的第一个桥梁维修加固项目是南昌八一大桥。

  当时,吕宏奎跟师傅、同事们一起,一步一停,检查斜拉索的问题,一点一点“把脉”桥梁关键部位的健康状况,给大桥做了全面的三维扫描,找出“病灶”、开出“药方”,最终完成了该桥的加固设计。“当时我们要检查斜拉索的问题,还得派人爬上斜拉索顶端,不仅危险,抽样也有限,有些角度人眼看不见。而现在我们研发出了桥梁拉索智能检测机器人,可以自动定位、自动返航,对每一根拉索进行精确诊断。”吕宏奎说,“前不久我去南昌,还专门到桥上转了转。看到我们维修加固的桥梁至今运行良好,很有成就感。”

  系统性维修加固桥梁,治标更要治本

  在一座立交桥的匝道桥下,记者看到,有的桥墩不仅加包了一层“铁桶”,桥墩上方还增加了宽U形的“大翅膀”,像一双大手抱住了桥身。“独柱墩受力支点单一,容易侧翻。我们设计的‘翅膀’学名叫盖梁,等于给它增加了两个支点,结构更稳定。而柱身加包钢结构,钢结构一直深入到地下承台,让它更结实。”吕宏奎一边检查独柱墩的运行情况,一边介绍,“在一些桥梁拐弯处,桥墩上方还增加了速度锁定器。”

  “医生治病要标本兼治,我们的工作也是一样。”吕宏奎说。在他看来,经过系统性维修加固的桥梁,若还会发生“二次病害”,那就是治标不治本。

  10年前,吕宏奎曾接手某高架桥的整治工程。有群众反映,这座桥运行一段时间后,桥面总会出现一些坑洞,屡修屡坏。吕宏奎说:“要彻底诊治病害,必须进行系统性维修加固设计,头痛医头、脚痛医脚是不行的。”经过吕宏奎团队的修整,这座桥至今再没有大修过,修整方案已经成为解决类似病害的通用方案。

  近些年,桥梁突发病害应急处置考验着吕宏奎团队。某高速匝道桥桥墩倾斜、墩底断裂,吕宏奎和团队临危受命,进行桥梁评定和加固设计,在较短的时间内化解了危机;受洪水影响,某铁路桥桥墩被冲歪,行车中断,他和团队快速到达现场开展监测工作,为后续处理提供重要的数据支持……类似的突发事件,总能看到吕宏奎团队的身影,他们应急处突的能力也得到提升。

  加强桥梁实时监测,发现危险智能报警

  “看到那些方盒子了吗?”吕宏奎指着部分桥墩上方、某些桥体受力部位安装的盒子说,“那其实是桥梁健康监测设备,它们与我们后台系统联网,一旦发生异常情况,设备会向后台自动报警。”

  2020年4月26日,鹦鹉洲长江大桥主梁发生较大振动,驾驶员经过桥上都能感到不适,引起社会广泛关注。大桥出了什么问题?大家议论纷纷。

  中铁大桥科学研究院有限公司布置的桥梁健康监测系统,及时并完整记录下了事件全过程的风速风向、结构振幅、结构振动特性、持续时间等关键数据。通过分析,该公司检测团队在24小时内给出了基本分析:“本次事件为风致涡激振动,发生时结构振动较大,风振过后结构关键参数已恢复正常,建议不必封闭交通。”随后,团队对事件全过程数据进行深入分析,总结出该桥会发生风致涡激振动的必要条件,并增设了相关监测设备,开发了相应的预警程序。

  “上医治未病,我们的工作重点也在向兼顾预防性养护转变,不要等桥梁出事了再诊治,而是时刻掌握其运行状况,随时排除可能的隐患。”吕宏奎告诉记者,自动监测系统起初运用在一些年代久远的老桥上,后来一些新建桥梁也加入进来,“武汉是全国运用自动监测系统较早的城市,目前已有上百座桥梁被纳入‘智慧桥梁’系统。”

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