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一种通过异响实现桥梁伸缩缝损坏自动预警的装置简介及应用前景初探

发布时间：2021-07-08T11:11:04.730Z来源：《基层建设》2021年第11期作者：彭晶亮

[导读]摘要：随着我国经济的快速发展，人们生活质量得到了显著提高，对于道路交通的需求也越来越大。

佛山路桥养护有限公司

摘要：随着我国经济的快速发展，人们生活质量得到了显著提高，对于道路交通的需求也越来越大。而道路桥梁作为城市交通中最重

要的组成部分之一，其完好与否直接关系到道路的通行能力和来往车辆的行车安全，更是受到了全社会各界人士的广泛关注。桥梁结构安

全和道路行车安全是道路营运养护的重中之重。本文通过对伸缩缝病害的特征分析，就如何及时发现桥梁伸缩缝病害问题，实现桥梁伸缩

缝的病害自动预警，提出了一种通过伸缩缝损坏后钢构件之间碰撞产生的异响噪音作为触发通讯设备的触发源，实现实时、自动监控桥梁

伸缩缝是否正常运行的装置并对该装置的应用前景展开分析，供养护单位、检测单位在桥梁伸缩缝病害排查时运用。

一、桥梁伸缩缝病害特征分析

我国现有道路桥梁，桥梁伸缩缝以模数式伸缩缝居多，其中D80型异型钢伸缩缝和D160型带位移箱的型钢缝占比很大，通过对病害的

深层次分析发现桥梁运营过程中D80型伸缩缝主要病害为锚固区混凝土碎裂，在道路日常巡查中很容易发现，安全隐患相比不大；D160型

以上带位移箱的型钢缝主要病害为位移箱损坏致使中间梁（型钢）断裂翘起且不易发现，存在极大的行车安全隐患。

二、自动预警系统简介

预警装置1.原理

桥梁伸缩缝装置在出现前后高差、锚固区松动、位移箱损坏、位移箱支座脱落等病害时均会在车辆荷载作用下产生构件之间的碰撞异

响，且异响区别于正常使用状态下的主要特征为噪音分贝值增加。以某桥梁D240型伸缩缝位移箱支座松动或脱落为例：D240型伸缩缝脱落

或松动，车辆经过，损坏的伸缩缝钢构件间碰撞使噪音增大，噪音超过声控继电开关的设定值后，声控继电开关闭合，拨号器形成回路，

拨号将预设的信息如“***号伸缩缝异响，请安排专业技术人员立即赴现场检查”等类似信息发送至养护人员终端，声控继电开关断开，设定

程序循环5次后不再发出预警信号，声控继电开关需在养护管理人员现场复核待伸缩缝病害处治完成，手动操作再次启动。

声控继电开2.关的布置

声控继电开关根据桥梁实际情况，分别在每个车道的正下方梁端距离路面约50cm位置安装1个声控继电开关，安装时注意做好开关的防

水、防尘等工作，注意伸缩缝橡胶止水带确保完好，防止雨水灌入致使电路损坏。

声控继电开3.关设定

通过对D240型伸缩缝正常使用状态下的车道正下方噪音的监控，测得噪音值范围为60--85分贝之间；设定声控继电开关触发的分贝值

为87分贝，使用大锤敲击桥梁伸缩缝，当分贝值超过87分贝时，继电开关闭合。声控继电开关的设定需根据每条伸缩缝在安装装置的同时

测定现场正常使用状态下的实际的噪音值，在实际噪音值的中取最大值，在最大值基础上上调2-5分贝作为继电开关的触发值。

装置4.供电

本套装置采用36V太阳能发电系统+蓄电池作为供电装置，确保24小时设备不断电，实施监控伸缩缝装置的使用状态。

三、本装置的应用前景

自改革开放以来，我国桥梁道路事业飞速发展，根据交通运输部发布的《2018年交通运输行业发展统计公报》数据，截止至2018年末

全国公路桥梁85.15万座、5568.59万延米。近几年来随着国家基础设施建设投入的不断增涨，城镇化的推进，新建设的道路在通过城镇时均

以高架桥为主，桥梁里程数量不断增长。

桥梁伸缩缝装置为桥梁结构上的易损构件，使用年限无法与桥梁设计使用年限等长，在桥梁运营过程中桥梁伸缩缝损坏后需要进行更

换，因桥梁伸缩缝是安装在路面上的钢构件，损坏后极易造成车辆爆胎、钢构件翘起受到车辆撞击，对司乘人员造成极大的安全隐患。自

2020年11月11日广澳高速广州往珠海方向k53+700处行驶车辆碰撞路面突然断裂竖起的桥梁伸缩缝型钢失控事件后，全国多数桥梁管养单位

开展了一次桥梁伸缩缝病害的排查，但是排查均为人工排查，人工排查在经济型、连续性、安全性方面均存在诸多弊端。作为一名桥梁养

护工作者，通过对伸缩缝病害的特征分析，就如何及时发现桥梁伸缩缝病害问题，提出一种桥梁伸缩缝的病害