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      2022年度进展09：桥梁养护

      发布于：2023-05-09 10:03:09 来自：道路桥梁/桥梁工程 [复制转发]


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      2022年典型桥梁事故

      吸取桥梁建养成功经验和失败教训，是保证桥梁全寿命全功能运营的重要途径。限于条件，本文仅对2022年桥梁事故做了不完全统计，人为炸毁桥梁未计算在内。2022年，运营期间桥梁垮塌15座，严重病害或火灾等导致桥梁停运5座，震害严重的桥梁11座，施工期间桥梁垮塌5座。

      1 .1  2022年运营期间垮塌桥梁

         

      2022年运营桥梁垮塌15座，156人死亡，45人受伤。有10个国家的桥梁垮塌，其中美国1座、中国5座、菲律宾2座、巴基斯坦1座、墨西哥1座、罗马尼亚1座、挪威1座、巴西1座、俄罗斯1座、印度1座，主要为公路桥和人行桥，仅俄罗斯的1座桥涉及铁路桥。垮塌的梁桥10座、拱桥3座、悬索桥2座。垮塌主要原因为：桥梁技术状况差、设计承载力不足、超载、船撞、洪水冲刷、火灾、检测评估结论错误等。

      (1) 2022年1月28日早晨6：40，美国匹兹堡Fern Hollow桥垮塌(图1)，4人受伤，包括1辆公交车内，共5辆车受损。该桥1973年建成，斜腿刚构，耐候钢桥，桥长447英尺(136.25m)，桥高约100英尺(30.48m)。倒塌前，上部结构技术状况差，评级为4级，限载26tons(23.6吨)，限速35mile/h(56km/h)。关于垮塌原因，美国国家运输安全局(NTSB)还在调查中。桥上车辆前、后摄像头拍到的垮塌时照片见图2和图3。    


      图 1  垮塌后的 Fern Hollow 桥 (NTSB, 2022 年 2 月 7 日发布 )


      图 2  Fern Hollow 桥上车辆的前部摄像头照片显示伸缩缝在张开

      (NTSB, 2022 年 5 月 5 日发布 )


      图 3  Fern Hollow 桥上车辆的尾部摄像头照片显示桥面下坠

      (NTSB, 2022 年 5 月 5 日发布 )


      (2) 2022年2月21日，东莞东城街道世博广场海雅百货(B栋)与天源数码港(G栋)的人行连廊钢桁架桥坍塌，桥下5部车辆受损。

      (3) 2022年3月19日，浙江舟山市定海区环南街道       盘峙村 ，一艘货船撞击桥梁，落梁，无人员伤亡。
      (4) 2022年4月27日，菲律宾 Bohol 省Loay市跨越Loboc河的Clarin桥垮塌，4人死亡，24人受伤，15辆车落水。该桥为下承式钢桁架公路桥。有报道称：官方分析原因为超载，至少12辆车在桥上，其中包括6辆4轴车、1辆渣土车，超过了老桥承载能力。2013年地震时，老桥有损伤，但仍维持运营。垮塌时，邻近的104m网状系杆拱新桥接近完工。新桥2022年5月6日开通时，只对轻型车辆开放，严禁重车上桥。
      (5) 2022年5月7日，巴基斯坦Hunza谷Karakoram公路Hassanabad拱桥被洪水冲毁(图4)，原因为极端高温融化 Shisper冰川。


      图 4  临近垮塌的 Hassanabad 拱桥

      (https:phys.org/news/2022-05-bridge-collapse-pakistan-due-glacier.html)


      (6) 2022年6月7日，墨西哥一座人行吊桥桥面系垮塌。

      (7) 2022年6月9日，罗马尼亚Neamt县跨越Siret河的一座加固后运营6个月的桥梁垮塌(图5)，1人受伤，2辆车坠落。


      图 5   罗马尼亚 Neamt 县跨越 Siret 河的桥梁垮塌

      (https://www.romania-insider.com/romania-neamt-bridge-collpases-june-2022 )


      (8) 2022年7月24日，辽宁省鞍山市岫岩县大营子镇和哨子河乡交界处的一座大桥坍塌，共三台货车和一台出租车、5人掉到桥下，3人受伤。

      (9) 2022年7月26日，菲律宾DASMARI?AS市Cavite桥垮塌，8个在桥上玩耍的小孩死亡。该桥为一座废弃的老旧钢梁桥。    
      (10) 2022年8月6日，福建省宁德市屏南县万安桥木拱廊桥被烧毁。    
      (11) 2022年8月11日，山东省淄博市淄川区淄中路太河段淄河大桥(同古桥)被洪水冲垮。    
      (12) 2022年8月15日，挪威Gudbrandsdalen峡谷 254号公路Tretten桥垮塌，1辆车掉入河中，1辆车被困(图6至图8)。该桥为钢-木组合桁架梁桥，变桁高，主跨70m，长148m，宽10.5m，2车道，2012年建成，设计寿命100年。主桁架为胶合板。钢材采用耐候钢。2021年对该桥做过全面检测，2022年6月3日再次检测。挪威安全调查局( Norwegian Safety Investigation Authority, NSIA)初步调查原因为主桁的一根斜杆在连接节点处发生块状剪切破坏(block shear failure)，拟进一步分析破坏机制、渐进劣化、木结构设计规范、桥梁管养问题。    


      图 6   垮塌前的 Tretten 桥

      (https://www.newcivilengineer.com/latest/timber-bridge-in-norway-built-to-last-100-years-collapses-after-a-decade-15-08-2022/)

        

      图 7   垮塌后的 Tretten 桥全景

      ( https://www.dezeen.com/2022/08/17/norway-timber-tretten-bridge-collapse/)


      图 8   垮塌后的 Tretten 桥局部

      ( https://www.norway.mw/2022/08/17/le-pont-de-tretten-effondre-doit-etre-decoupe-souleve-a-terre-et-transporte/)


      (13) 2022年9月28日，巴西Amazonas州Careiro市 BR-319 公路一座跨河桥梁垮塌，3人死亡，15人失踪，14人受伤，有车辆落水。有目击者称，垮塌前桥梁有裂缝。

      (14) 2022年10月8日，俄罗斯克里米亚大桥桥上重型卡车邮箱起火、铁路罐车起火，桥梁部分垮塌。
      (15) 2022年10月30日，印度Gujarat 邦Morbi 人行吊桥断裂倒塌，141人死亡。    

      1 .2  2022年运营期间停运桥梁

         

      2022 年由于出现重大病害或火灾等意外事件，国内停止运营的桥梁有 7 座，包括悬索桥 1 座、拱桥 1 座，梁桥 5 座。 4 座桥受火灾影响， 1 座桥被汽车撞击， 2 座桥病害与吊杆连接有关。

      (1) 2022年1月18日上午8：48，重庆市鹅公岩轨道悬索桥跨中附近LM2吊索断裂，断裂面靠近主缆叉形耳板销轴。暂停运营，更换少量吊索，2022年2月21日恢复运营。该桥2019年12月30日开通，双线轨道交通，运营时间约2年。
      (2) 2022年2月5日，太原市南中环桥靠近拱脚的一根斜吊杆与拱肋的连接板断裂，关闭桥梁，禁止通行。该桥2010年10月开通，公路八车道，运营时间约11年。
      (3) 2022年4月30日，湖南省长沙市橘子洲大桥桥墩旁混凝土罐车爆胎起火。
      (4) 2022年5月8日，广东省广州市花都大道狮岭桥与芙蓉桥之间的人行天桥被一辆泥头车撞击，梁体裂缝严重。
      (5) 2022年6月2日，广东省深圳市宝安区福海街道景芳路一桥底电缆线着火。
      (6) 2022年8月8日，南京长江大桥公路桥面下方附挂的地方电缆着火。
      (7) 2022年9月21日，G42沪蓉高速公路安徽省境内金寨站以西约4公里，K613+300船板冲大桥，一辆运输硅油货车追尾另一辆空载货车后着火。

      1 .3  2022年桥梁震害

         

      强烈地震往往导致桥梁垮塌或承载能力严重下降，震中区桥梁震害严重。 2022 年，地震导致桥梁垮塌或停止运营有 11 座。

      (1) 2022年1月8日，青海省门源6.9级地震，兰新高铁硫磺沟大桥相邻桥墩严重错位       [1]       。克大高速公路香卡特大桥桥墩挡块开裂、支座移位、横隔板开裂       [2]       。    
      (2) 2022年3月16日，日本福岛县附近海域7.4级地震，东北新干线列车在福岛站至白石藏王站区间的一座桥上脱轨，车厢严重倾斜，车厢连接部分偏移，桥上接触网立柱严重倾斜，桥墩开裂。    
      (3) 2022年3月23日，台湾省台东县海域6.6级地震，花莲县玉里镇玉兴桥加宽施工中的预应力梁侧翻断裂。    
      (4) 2022年9月18日，台湾省花莲县6.9级地震，花莲县玉里镇高寮大桥、仑天大桥、长富大桥、玉长大桥4座公路桥断裂受损，无法通行。另有3座铁路桥位移、桥台隆起。    

      1 .4  2022年桥梁施工期间事故

         

      由于施工设备、方案、实施有误等，桥梁在施工期间出现裂缝甚至垮塌。部分桥梁修复处治后，可能带病害交付运营。 2022 年，有 7 座桥出现施工事故，其中：中国 5 座，印度 1 座，美国 1 座。 3 座桥的垮塌与吊装设备有关， 2 座桥梁体施工的抗倾覆失稳措施不足。

      (1) 2022年3月24日，福建省福州市闽侯县南通镇文山大桥正在架设T梁的架桥机侧翻，T梁落梁断裂。
      (2) 2022年4月28日，江苏省无锡市地铁S1线青阳站与徐霞客站高架区间架梁作业时，架桥机落孔，2人受伤。
      (3) 2022年4月30日，印度 Bihar邦Bhagalpur地区跨越恒河的Aguwani-Sultanganj桥，在悬臂拼装施工阶段遭遇强风垮塌。该桥为多塔预应力混凝土斜拉桥，主梁节段预制悬臂拼装，单索面，4车道公路。
      (4) 2022年8月14日，四川省德阳市峨眉路南段与岷江东路交会路口的在建人行天桥侧翻桥下，1人死亡，1人受伤。
      (5) 2022年9月8日，郭家沱长江大桥塔吊拆除时倒塌，3人死亡，直接经济损失约490万。
      (6) 2022年9月24日，广东省中山市横栏镇在建的中山西环高速横栏北互通C匝道钢箱梁倾覆失稳坠落，1人死亡，直接经济损失约187万元。
      (7) 2022年10月16日，美国Missouri州Clay县Carroll Creek桥，浇筑桥面板混凝土时垮塌，1人死亡，3人受伤。该桥为2车道公路桥，属旧桥替换项目。

      1 .5  小结

         

      (1) 技术状况差的桥梁在整治前，应做好安全监测工作，防止出现类似美国匹兹堡 Fern Hollow 桥垮塌事故。

      (2) 值得关注的是，极端气候，融化冰川，形成洪水，冲毁了巴基斯坦1座桥梁，双碳目标和绿色建造需要落在实处。
      (3) 废弃桥梁，应拆除或完全封闭，防止人员上桥，避免发生类似菲律宾Cavite桥垮塌的人员伤亡悲剧。
      (4) 桥梁火灾事故增多，火灾对桥梁影响需要开展研究。
      (5) 对吊杆及其连接部位应创新检测技术，及时更换，防止吊杆突然断裂。
      (6) 汽车超高撞击梁体，建议做好防落梁措施，减轻伤亡事故。
      (7) 强烈地震频繁发生，施工期间也应考虑防止落梁和进一步减轻震害。
      (8) 印度节段预制拼装斜拉桥在施工中垮塌，对斜拉桥施工阶段的抗风措施提出了要求。


      2

      病害整治

      2 .1  梁桥病害整治

         

      预应力混凝土空心板梁、T梁、小箱梁桥裂缝，特别是连续梁桥、连续刚构桥严重裂缝，多次重复加固，仍旧无法彻底整治病害。

      由于空心板的铰缝构造不合理，容易出现梁底横向裂缝和单板受力断裂垮塌。    
      陈锋       [3]       检测发现湖南省邵阳市大祥区资江二桥空心板铰缝开裂、渗水析白、剥落破损、露筋锈蚀，板底横向和纵向裂缝，腹板斜裂缝和竖向裂缝，板式橡胶支座横向剪切变形、局部脱空。评定为四类桥，限载10t，限速15km/h。    
      孙娟       [4] 介绍了上海市松江区辰花路空心板桥裂缝发展为断板的过程。2020年9月发现板底裂缝宽度0.15mm，桥梁评定为二类。2022年初，裂缝宽度7.5mm，板间下挠高差12.5cm，一根主钢筋断裂，桥梁评定为五类危桥。
      赛志毅等       [5] 通过两座空心板桥汽车加载对比试验，发现铰缝有损伤的空心板桥，各板的挠度校验系数相差较大；铰缝无损伤的空心板桥，各板的挠度校验系数接近。通过挠度校验系数，可判断铰缝损伤情况。
      何余良等       [6] 针对空心板铰缝失效、单板受力问题，在铰缝内插入钢板，用CGSR-A/B       型灌钢胶，将钢板与两侧混凝土空心板粘结成整体，静载试验显示板间挠度差降低50%~58%。    
      张红雷等       [7] 在空心板梁内填充高性能自密实混凝土整治腹板斜裂缝，静载试验显示效果良好。
      装配式T梁也出现裂缝等病害。
      吕宏奎等       [8] 采用ANSYS软件，建立跨径30m的装配式简支T梁实体单元模型，铰缝处桥面铺装下缘的横向拉应力为5.64MPa，铺装下缘混凝土开裂，并向表面发展。浅铰缝横向连接弱，将浅铰缝改造为宽40cm混凝土湿接头，增设预应力小横梁，桥面铺装改建为带钢筋网的厚8~14.8cm钢纤维微膨胀C50混凝土。
      孙清祥       [9] 采用块体单元对受汽车撞击后的T梁进行分析，混凝土填充修补及补强钢板后，受损区域在汽车活载作用下仍旧开裂，建议换梁。
      预应力碳纤维板由于重量轻、加固旧桥得到了应用。某连续T梁马蹄裂缝、跨中下挠。侯鹏       [10] 采用UT70-20预应力碳纤维板加固，张拉控制应力1400MPa，黏结胶水为WD-3503。
      青银高速公路青州段扩建工程208座混凝土梁桥，包括预应力混凝土简支T梁等，2019年7月通车后，出现了一些裂缝等早期病害。庞世华       [11] 分析了这些早期病害类型和原因。
      预应力混凝土箱梁顶板、底板、腹板都可能出现裂缝。
      黎晨等       [12] 发现混凝土箱梁节段在存梁期间，顶板底面纵向裂缝(图9)，实测混凝土表面 24h 内最大温差为 16.1℃，顶板上缘与下缘最大温差为 8.9℃，裂缝宽度变化-0.04~0.13mm，短悬臂翼缘板、顶板、长悬臂翼缘板挠度变化2.1、1.0、4.2mm，裂缝宽度、挠度变化与温度变化相关，分析认为纵向裂缝由梯度温差引起。


      图 9   箱梁节段存梁期间顶板底面纵向裂缝位置 ( 黎晨等 [12] )


      赵崇光 [13] 对某运营9年的4×30m预应力混凝土连续箱梁底纵向裂缝和腹板竖向裂缝，进行加载试验研究，裂缝变宽0.05mm，卸载后，裂缝加宽0.02mm。百分表测试的残余变形0.06mm，相对残余变形2.76%，挠度校验系数0.64。应变片测试的残余应变-4με，应变校验系数0.67。实测冲击系数0.17，小于计算值0.22。认为结构处于较好的弹性工作状态，满足公路-I级使用要求，裂缝只需封闭处理。

      喇嘛湾黄河大桥为主跨65m预应力混凝土连续箱梁桥，顶推施工，1985年建成通车。刘慧琴等       [14]       在2008年介绍，箱梁底板底面多条横向、纵向裂缝，箱梁内部顶板底面大量纵向裂缝，均渗水、泛碱，裂缝内外贯通，箱梁节段拼装缝横向裂缝。箱梁顶板、底板横向配直径12mm钢筋，顶板、底板横向钢筋间距分别为15cm、10cm，配筋不足。拼接缝横向裂纹在施工阶段已经出现，运营阶段有所发展。裂缝宽度小于0.15mm，且裂缝深度较浅的细小裂缝，采用树脂胶涂刷封闭；裂缝宽度0.15~0.5mm，采用环氧树脂胶灌注；裂缝宽度超过0.5mm，凿槽嵌补。渗水、泛碱位置，打磨或凿除表层至坚实界面，环氧水泥砂浆修补，局部表面涂装。箱梁顶板底面挂预应力钢筋，并锚喷高强抗拉复合砂浆厚度4cm。箱梁底板底面横向粘贴碳纤维，局部调整粘贴方向。箱梁腹板外表面腹板裂缝较少，视情况粘贴碳纤维布。王善巍等       [15]       在2022年介绍，主梁腹板在支点附近多条斜向裂缝，与底板夹角约呈45°，长度2~3m，部分裂缝延伸至翼缘板根部，裂缝宽度0.05~0.45mm。主梁底板纵向裂缝，部分裂缝断续通长，裂缝宽度0.1~0.15mm。底板粘贴碳纤维布区域渗水，翼缘板、腹板普遍渗水。上次加固的顶板下缘锚喷4cm厚砂浆层开裂较严重，无竖向种植钢筋与桥面板有效连接。经验算，箱梁抗剪承载力不足。加固措施为：支点附近9m范围内腹板加厚混凝土20cm，老混凝土凿毛，植筋锚固，浇筑C50自流平混凝土。由于箱梁腹板加厚，减小二期恒载，桥面沥青混凝土铺装由6~9cm减薄至5cm，以尽量减小恒载效应。    
      张守军       [16]       针对某跨径布置(45+70+45)m预应力混凝土连续梁腹板斜裂缝、跨中下挠病害，分析原因为厚度30cm腹板抗剪承载力不足、腹板竖向精轧螺纹钢筋预应力损失和重载车辆所致，采用裂缝注胶、加厚腹板、增设腹板体外预应力、粘贴钢板加固，加固竣工静载试验、加固后3年未发现腹板斜裂缝发展，跨中下挠量不再增加，加固实现设计预期。    
      张榄       等       [17]       针对某长江大桥引桥跨度30m预应力混凝土连续梁裂缝采用腹板粘贴钢板、预应力碳纤维板、增设工字钢横隔板加固后，2018年检测仍旧发现，顶板纵向裂缝、腹板斜裂缝，底板和腹板裂缝形成U形、L形。采用七跨一联、八跨一联的长索体外预应力加固方案，利用既有横隔板布置转向块，增设2m厚钢筋混凝土锚固块，每联布置6束(含备用束2束)19-φ15.2无粘结钢绞线，箱梁增加1.3MPa压应力。    
      1966年建成的成昆线旧庄河1号桥为铰接悬臂梁桥，中跨中剪力铰采用16根竖向预应力粗钢筋张拉锚固，主要目的是防止大、小里程两侧梁端竖向相对位移，保证大、里程梁端竖向接触，传递剪力。2000年3月，粗钢筋断裂6根，更换。2000年12月、2001年8月，更换的粗钢筋分别断裂2根、1根。2003年7月，更换。2013年，又有粗钢筋断裂。刘吉元       [18]       分析原因为粗钢筋管道有水，可能局部锈蚀；剪力铰两侧梁体最大竖向位移差0.64 mm，粗钢筋应力接近疲劳容许值。    
      曲线梁桥常发生梁体位移，支座偏移，桥墩开裂，梁体表现出扭转变形。    
      吴志昌       [19]       发现某2×35m曲线预应力混凝土连续箱梁在伸缩缝处有明显的扭转变形。小里程伸缩缝处，桥面左侧(曲线外侧)的大里程梁体(病害梁)比小里程梁体低1.6cm，桥面右侧(曲线内侧)的大里程梁体(病害梁)比小里程梁体高1.3cm。大里程伸缩缝处，桥面左侧的小里程梁体(病害梁)比大里程梁体低1.6cm，桥面右侧的大、小里程两侧梁体没有高差。大里程梁端支座横向左移位约6cm，超过限值5cm，支座四氟乙烯板外露。梁体腹板、底板开裂。防震挡块混凝土被挤碎、露筋。中间主墩墩底以上1.5m右侧面半环形裂缝6条，裂缝宽度0.22mm，裂缝竖向间距50cm。大里程边墩墩底以上2m右侧面半环形裂缝，裂缝宽度0.12~0.20mm，裂缝竖向间距30~50cm。墩身水平向裂缝大、小里程侧面延伸60～100cm。    
      计算分析表明，汽车偏载、离心力、整体升温使梁端向曲线外侧横向偏移。季节性温差，梁端横向移位不能完全复位。墩底以上5m范围，墩身右侧面应力大于混凝土抗拉强度。该桥曲线半径80m，独柱墩，2009年建成。    
      吴佳佳等       [20]       分析了影响曲线梁桥径向偏位的因素。 均匀温升影响最大，占比70.3%；梯度温升次之，占比9.9%；离心力、汽车、自重、支点沉降占比19.8%。均匀温降复位小于均匀温升，径向位移逐年增大。建议减小联长，双支座布置。    
      钱国辉       [21]       采用浮箱、履带吊、模块车协同配合，将上海市1908年建成的浙江路桥铆接钢桁梁整体移运至岸上临时厂房，全封闭大修。厂内七支点支承，接近无应力状态。更换部分节点板、下弦杆、竖杆。修旧如旧，继续铆钉连接。5个液压千斤顶同步顶推西侧主桁，向外平移1.72m，加宽主桁间距，提高桥面通行能力。    
      张立奎       等       [22]       将钢-混凝土组合梁的混凝土板网格化，统计有裂缝的网格占比定义为裂缝密度，给定刚度折减系数与裂缝密度的关系公式。利用裂缝数量区别混凝土板开裂程度，也对应了刚度折减系数。 采用Monte Carlo法模拟生成随机车流荷载谱，通过 刚度折减系数考虑钢-混凝土组合梁的混凝土板开裂。当裂缝数量20条，组合梁桥疲劳寿命降低56.61%。    
      混凝土梁施工期间裂缝，其原因引发多种猜测。    
      张朦朦等       [23]       针对某四跨预应力混凝土连续在预应力张拉拆模后，主梁底板出现大量横向裂缝问题，分析认为裂缝属于高温洒水养护不足、底模约束底板混凝土收缩，满堂支架变形等引起。采用应力释放法实测获得中跨跨中底板恒载压应力为-2.67MPa，裂缝与预应力损失无关。在进行裂缝灌压环氧浆和封闭处治后，荷载试验没有引起新裂缝，旧裂缝也没有发展。    
      池红斌       [24]       发现团结桥预应力空心板有6片在预制养护过程中梁顶横向裂缝、腹板竖向裂缝，裂缝深度2~12mm，裂缝原因为预制场下沉、拆模不及时、夏季混凝土内外温差、湿润养护不到位、混凝土表面收缩。抽取2片荷载试验，满足设计承载能力要求。采用环氧树脂砂浆进行裂缝处理。运营6年，未发现再次开裂。    

      2 .2  拱桥病害整治

         

      钢拱桥、钢管混凝土劲性骨架拱桥、钢管混凝土拱桥、钢筋混凝土拱桥、石拱桥的拱圈裂缝等耐久性病害需要及时整治。

      林春姣等       [25] 总结了某服役11年、跨径300m的非对称性外倾肋拱桥病害。钢箱拱内部底板纵桥向加劲肋底面焊缝全拱范围内均不同程度锈蚀、掉漆；拱箱锈蚀、掉漆57处；灼烧痕迹3处；积水2处。吊杆锚头锚杯锈蚀47处、锚杯螺栓缺失锈蚀9处、吊杆PE护套表层脱落1处。钢箱梁内部20处锈蚀、灼烧痕迹87处。系杆锚具漏油43处、钢绞线套管破损1处、PE套缺失1处、钢绞线外露1处。
      陈宝春等       [26] 指出美兰拱桥的外包混凝土可能出现开裂、剥落，内部钢结构发生锈蚀，介绍了美国2座、德国1座美兰拱桥的钢结构锈蚀情况，应注意预防该类桥梁耐久性问题。
      戚志河等       [27] 对比分析集束钢管混凝土拱桥吊杆更换时，拱上吊杆锚固的原位打孔、骑跨式、索夹式方案，认为索夹式上锚头方案最优。
      张杰等       [28] 针对广东省肇庆市封开县南丰镇跨越贺江的南丰大桥拱肋裂缝等病害，拱圈3/8截面偏心距超限5.9%，采用在拱脚附近第二个腹拱下方拱圈堆载混凝土，调整恒载压力线。
      钢筋混凝土刚架拱桥的主拱腿承受侧向撞击的能力弱，船撞和漂浮物撞击可能引起桥梁垮塌。
      浙江省嘉兴市嘉善县芦墟塘桥为3×27m钢筋混凝土刚架拱桥，跨芦墟塘Ⅵ级航道。1986年建成后，主拱腿多次遭船只剐蹭，2018 年采用Q235钢板外包局部构件，桥上设置限高架、限宽墩，限载10t。2020年10月17日，船撞导致一条拱腿破损断裂，评定为五类桥。李秀金等       [29] 决定上部结构拆除，主跨重建为下承式钢桁架，引桥改建为钢混组合梁，下部结构加固利用。
      王宗山等       [30] 对跨径4~5.3m、20m公路石拱桥拱圈采用厚15、12cm的UHPC加固，新拱圈配置一层纵、横向钢筋，并与老石拱圈植筋锚固，加固后运营状态良好。

      2 .3  斜拉桥病害整治

         

      正交异性钢桥面板疲劳裂纹整治一直在探索中。某长江大桥为 (48+204+460+204+48)m 钢箱梁斜拉桥， 2017 年 7 月 ~2018 年 12 月对钢桥面板裂纹处治，为检验不同桥面铺装效果，上游侧、下游侧桥面铺装分别采用 UHPC 、 ERE 替换原 SMA 。 ERE 桥面铺装构造为底部防水抗滑环氧粘结碎石层 (EBCL)+ 树脂沥青混凝土 (RA)+ 表面抗滑环氧粘结碎石层 (EBCL) 。叶仲韬等 [31] 对比不同桥面铺装的顶板与 U 肋焊缝、 U 肋对接焊缝实测汽车荷载应变时程， UHPC 、 ERE 桥面铺装的顶板与 U 肋焊缝最大应力分别为 25.2 、 41.8MPa ； U 肋对接焊缝最大应力分别为 10.4 、 24.5MPa ，最大应力幅值 UHPC 明显更小，平均应力幅值 UHPC 略小。相比 ERE ， UHPC 桥面铺装对钢桥面板抗疲劳效果更好。

      吴军鹏等       [32] 针对1987年建成的胜利黄河大桥主跨288 m钢箱梁斜拉桥顶板积水锈蚀、箱内积水、底板锈蚀、正交异性板横肋裂缝、U肋嵌补段脱落、斜拉索锈蚀、索力偏差、支座橡胶挤出等病害，将桥面改造为55 mm厚UHPC+30 mm厚SMA；结合抗风需求改造排水系统；密封节段间的横缝和人孔，底板每2个U肋之间钻4个排水孔；距横肋裂纹尖端20 mm处钻止裂孔，并用两块钢板夹持裂纹段；纵、横肋连接处用L形钢板加固；钢箱梁底板喷砂除锈后增设钢板加固；更换全部斜拉索为1860MPa级平行钢丝索，并调整索力；支座更换为GPZ盆式橡胶支座，并调整支反力；U肋嵌补段更换为栓焊组合连接结构。
      张妮       [33] 编译介绍1982年建成的       葡萄牙Edgar Cardoso桥 由于斜拉索松弛和断丝，更换全部斜拉索施工方案，桥塔增设临时索鞍、梁端增设临时锚具，以转换旧索、新索索力。

      2 .4  悬索桥病害整治

         

      同斜拉桥病害类似，悬索桥正交异性钢桥面也出现裂纹。另外，大缆锈蚀、索夹螺杆松动也是常见病害，

      孟林 等       [34] 结合某(83+260+83)m空间缆索自锚式悬索桥，分析钢箱梁正交异形板裂纹对应重载车道和交通量增长。
      钟元 等       [35] 对一座1998年竣工、主跨240m、运营5年判定危桥后加固的钢桁架悬索桥病害开展研究。主跨1/4L~3/4L区域，南侧比北侧主缆高，跨中最明显，高差15.3cm，推测原因为北侧长期通行重车所致。钢桁架加劲梁竖向呈S形曲线，南侧比北侧高约6cm。主缆防护面漆大面积脱落，外露缠丝防护层锈蚀；南侧主缆在跨中吊杆上吊点处渗水明显。索体钢丝内部有水持续渗出，钢丝锌层腐蚀。散索股锈蚀。主缆防水防腐措施基本失效。钢桁架的纵、横梁节点板大量锈蚀，弦杆与腹板在交界处锈蚀较严重。采用频率法和千斤顶法测试吊索索力，频率法测量索力值普遍偏大，测量误差7~16%。索力分布不均匀，与钢桁梁S形线形有关。按节点静力平衡条件，计算主缆拉力，南侧主缆拉力大于北侧。
      王安飞       [36] 对某2008年建成、主跨385m的自锚式悬索桥开展除湿研究。由于主缆密封不严、漏气、进水，2019年加装除湿系统，主缆内部湿度明显下降。2020年汛期发现主缆排气口湿度较大，增加主缆缠包带，隔离环境湿度，主缆气密性提升，除湿系统进气口压力变大，主缆除湿效果更好。
      段松涛       [37] 采用千斤顶张拉、超声波检测仪测定索夹螺杆轴力，5年平均降幅约25%，建议索夹螺杆松动检测周期5年。

      2 .5  构件更换和改变结构受力体系

         

      桥梁部分构件加固代价太大，可采用直接更换方案。结构受力体系改变，也是可供选择的病害整治方案。

      刘海燕       [38] 编译介绍了日本Yodogawa公路大桥维修加固，1926年建成，历经12次维修加固。最近一次加固为2017年8月至2020年7月，加固设计寿命100年，将6孔简支钢桁架桥和12孔简支钢板梁桥的钢筋混凝土桥面板更换为正交异性钢桥面板，面板厚14mm或18mm，横肋间距3.2m，U肋板厚9mm。
      郑超       [39] 介绍了将某铁路黄河桥24孔48m上承式钢桁梁更换为钢箱梁，采用PLC同步控制系统和大吨位拖拉牵引系统对梁体单点单向整体纵向拖移，换梁施工历时43天。
      原位整治比异地重建对现有交通影响更小。成渝高速公路新龙坳立交桥为跨径120m的交叉斜吊杆中承式提篮拱，钢管混凝土劲性骨架箱肋拱，正拱斜置，两拱脚起拱线高差3.3m，1995年9月建成通车。       贺果蒙 等       [       40       ] 介绍，2006年，更换吊杆，修复拱圈、横系梁、纵梁裂缝，更换支座，修补桥面铺装。2017年检测发现，横梁及桥面板普遍开裂、锈胀及剥落；部分纵梁与横梁接头处的支撑牛腿破损严重，裂缝有明显发展，多处外包加固钢板锈蚀；吊杆锚固系统存在明显锈蚀、护套损伤等。由于吊杆偏心，担心吊杆系统可靠性和耐久性问题，加固设计将悬吊式桥面系改建为连续梁体系，全桥形成连续梁-拱组合结构。在拱跨内新增5个桩柱式桥墩，支撑新增的2根钢桁纵梁       ，钢桁梁采用耐候钢Q345qDNH。 新增的钢桁纵梁设置在原横梁两端，原横梁搁置在钢桁纵梁下弦杆顶面，顶升钢桁纵梁，使其与原横梁共同受力，完成体系转换。悬吊式桥面结构系统改建为(21.3+25.5+25.5+21.3)m四跨钢桁连续梁(图9)。2019年完成加固改造，2021年完成荷载试验。

      2 .6  下部结构病害整治

         

      由于上部梁体传递给桥墩的水平力，或者由于人工堆土、不良地质等对桥墩产生水平推力，导致 桥墩水平位移，倾斜偏位。如果墩柱偏位较大，则桥墩弯矩较大，导致开裂，甚至压弯失稳。

      徐富强       [41] 发现某简支变连续T梁桥的墩顶盖梁中线偏离梁缝中线；墩柱盖梁往大里程(上坡)方向位移；墩柱底部附近小里程面开裂，裂缝宽度0.4mm；盆式支座剪切损坏，支座钢盆及底座钢板整体随盖梁相对向小里程侧移动，支座橡胶及聚四氟乙烯板均被挤压外露。病害原因为2%~4%的桥面纵坡较大、梁底对应的支座顶面不平。采用球型支座替换，对墩柱纠偏复位后加固。
      马伟等       [42] 计算某桥墩在堆土推力作用下，墩顶偏位17cm，实测18.7cm；桩基计算裂缝宽度1.218mm，桩基承载力远小于荷载效应，不能继续使用。
      魏魁等       [43] 将某桥矩形桥墩改建为T形墩，原墩顶2m段替换为预应力混凝土盖梁，为保留原墩顶钢筋，采用环状钻孔取芯、核心混凝土分块切割吊离凿除老墩顶混凝土。
      薛江等       [44] 发现石家庄某桥墩盖梁横桥向侧面竖向、斜向、网状裂缝，裂缝宽度2mm，裂缝已延伸贯穿盖梁顶面；盖梁顺桥向侧面出现1~2条竖向裂缝，盖梁悬臂根部裂缝宽度3mm，裂缝延伸至盖梁顶面。
      邹春蓉等       [45] 对某城际铁路桥墩火灾后进行检测分析，过火区域混凝土剥落深度4cm，火灾高温影响深度55 mm，对桥墩承载能力和刚度影响不大，外包混凝土处治后，运营状况良好。

      2 .7  桥梁拆除

         

      桥梁拆除过程中曾发生多起事故，如浙江省杭州市德胜东路高架桥、湖南省株洲市红旗路高架桥、湖南省株洲市新华桥、江苏省江都市胜利桥、广东省阳春市合水大桥在拆除中垮塌。

      刘永健等       [46] 指出大跨度预应力混凝土桥拆除，恒载内力状态不确定和施工状态不可控，0#块可能底板拉裂、顶板压溃。提出基于数字孪生体技术的桥梁智能拆除，采用三维激光扫描仪和全站仪数字重构桥梁实体，明确实际桥梁恒载分布及拆除梁段吊重，利用拆除前外观病害、拆除中结构反应，反推和预测结构技术状况，实时监控拆除全过程受力，逐步达到人机协同拆除、自动化智能拆除。

      2 .8  小结

         

      (1) 部分桥梁加固后，病害仍有发展，桥梁病害整治应进行耐久性设计、耐久性施工和检测验收，必要时做一定时期监测。

      (2)       空心板首要养护问题是板间铰缝。 空心板一旦发现梁底裂缝，应及时加固处理，否则容易发展为危桥。
      (3) 装配式桥梁近年盛行，应注意构件或块件之间的连接设计、施工和养护。
      (4)       混凝土梁裂缝整治问题，应特别关注高耐久性施工。细心处治每条裂缝，注浆饱满，裂缝表面封闭层厚度不少于       5mm       ，裂缝两侧封闭宽度不小于       10cm       ，达到防水封闭效果。    
      (5)       混凝土梁裂缝如果只采用封闭处治，应计算活载等增量荷载作用下的拉应力是否超过混凝土抗拉强度，因为裂缝封闭部位没有预应力。如果拉应力较大，超过混凝土抗拉强度，则裂缝封闭部位将再次开裂，因此，仅仅对裂缝封闭，无法解决二次开裂问题，这也在京台高速公路济南黄河二桥、金丽温高速公路海口       -       戈溪外沿江桥预应力小箱梁等桥梁加固实践中得到验证。建议增设抗拉材料加固，如粘贴碳纤维布，粘贴钢板，增加钢筋混凝土等。但 粘贴碳纤维布可能无法抑制裂缝发展，加固钢板锈蚀也没有得到重视。
      (6) 青银高速公路青州段扩建工程大量桥梁竣工交付运营后，短期内出现裂缝病害，对国内近年大量高速公路改扩建工程裂缝控制提出警示。
      (7) 曲线梁新桥设计和旧桥病害整治，应采用空间模型计算支座反力和支座纵横向位移，选择满足反力和位移要求的支座型号。
      (8) 桥梁拆除，由于持续时间长，分阶段拆除，结构受力体系不断变化。应像新桥施工一样重视结构安全，应查清桥梁技术状况，详细计算和监控拆除施工过程，严谨论证拆除施工方案，确保拆除过程安全可靠。


      3

      养护策略

      3 .1  养护决策

         

      在资源有限的情况下，总要决定什么时间对桥梁检测？什么时间对桥梁维修？

      基于概率统计的养护决策一直受到重视，目的是优化检测时间和维修时机，防止过度检测维修和缺少检测维修。
      曾勇等       [47] 提出了一种基于概率的钢桥疲劳裂纹检测和维修优化框框架，以选择疲劳裂纹最佳检测和维修计划。为对疲劳裂纹发展进行预测，采用GeNIe软件构建动态贝叶斯网络模型，并与钢桥疲劳裂纹扩展Paris公式对比，裂纹扩展速率缓慢，模型计算较准确。
      孙广俊等       [48] 将桥梁技术状况退化模型取为双参数指数型，对预防性养护开始时间和间隔时间进行优化计算。
      左勤       [49] 的硕士论文分析了近10年重庆主城快速路237座空心板桥检测资料，建立桥梁技术状况评分的指数退化模型，以桥梁技术状况、冗余度、成本为目标，采用多目标布谷鸟搜索算法计算最优养护时机，对一座空心板桥建议了养护时间节点。
      张文辉       [50] 把浙江省丽水市城区112座城市桥梁分为跨瓯江、绕城线和城区内三大类，分别分析三大类桥梁建成时间、设计荷载等级、技术状况和桥型，采用保证重点、养好一般、区别对待的原则，从检查频率、养护要求、风险管控、耐久性方面制定三大类桥梁养护策略，跨瓯江桥每年定期检测。
      Ananta Sinha等       [51] 为尽量避免在桥梁监测和养护管理中出现的逆向选择问题(Adverse Selection Problems)，融合多源数据增强可靠度分析。采用数据驱动的可靠度分析评估失效概率，综合分析了乔治亚州大量桥梁的国家桥梁库数据和动态称重数据。在抗力时变方面，采用树集成学习，以符合国家桥梁库的桥梁承载能力分布和评估假设；在荷载分布方面，采用实测的动态称重数据。结果显示，基于动态承重数据的可靠度指标大大增强了信息对称性，为取决于桥梁活载和承载能力的技术状况监测评估，提供了依据。
      Chengzhong Gui       [52] 等构建了基于结构健康监测的钢管混凝土拱桥养护决策算法。
      Oskar Larsson Ivanov       [53] 等提出了基于贝叶斯决策理论的时间点决策模型和序列更新决策模型。
      Hussaini Jaafaru等       [54] 为使桥梁运营性能指标最大化、成本最小化，提出桥梁养护的机器学习模型、多属性效用理论评级、基因算法优化模型。
      李嘉琪       [55] 针对三类桥，提出应提高定期检查频率，持续监测裂缝和桥面线形，建立病害数据库，形成数据分析链。
      张小葵等       [56] 建立了矮寨悬索桥养护现场巡查内控体系，对各构件病害进行分级，并动态调整分级。按不同构件和不同季节确定检查频次，一般每月1次。山区高桥，空气潮湿，冬季每12天检查1次。
      景海林等       [57] 对北京市高速公路桥梁采用巡检养一体化管养，制订交通事故、机电系统及供电系统重大故障、火灾事故、危险化学品事故、恶劣天气应急事件处治预案，将桥梁运营期风险事件分为四个等级。关注独柱弯坡桥的腹板裂缝，采用有机融雪剂，伸缩缝微创维修，进行伸缩缝锚固区混凝土开裂灌胶、碎块重铸等预防性养护。
      徐喆       [58] 的硕士论文采用组合赋权和改进的逼近理想解排序法       (technique for order preference by similarity to ideal solution, TOPSIS)法对中小跨径桥梁服役状态开展区域级评估，建立了基于鲸鱼优化算法-极限学习机       (whale optimization algorithm- extreme learning machine, WOA-ELM)的桥梁状态退化预测模型。
      蓝仕勇       [59] 的硕士论文统计分析陕西省6998座桥梁，桥面病害率最高、劣化速率最快，桥梁技术状况劣化可采用指数模型。排水系统、伸缩缝、支座病害容易导致其它病害，形成链式传递，病害传递关键构件应优先维护。采用Apriori算法分析了桥面铺装、伸缩缝、支座、主梁四类构件的病害关联规则。

      3.2  养护技术标准

         

      桥梁养护规范、标准、规程、技术状况评估需要长期持续研究，不断调整改进接近桥梁真实状况。

      陈良江等       [60] 建议采用60 m弦中点弦测法作为大跨度铁路桥梁桥上轨道静态长波不平顺检测标准，取L/5 000作为大跨度铁路混凝土桥梁徐变变形限值指标。
      李宏浩等       [61] 建议将病害机理相同的蜂窝麻面、剥落露筋、空洞孔洞、磨损以及非结构裂缝合并扣分，调整防腐涂层剥落等轻微病害扣分值。多种轻微病害叠加后构件的技术状况评分不再低于单一的严重病害，调整扣分后的评定结果更符合实际，比《公路桥梁技术状况评定标准》（JTG/T H21—2011）扣分方法更合理。
      文良华等       [62] 对铁路桥梁病害进行量化评定。参照公路桥梁技术状况评定思路，以标准病害库为依据，结合四类劣化等级，分别进行铁路桥梁构件、结构部位、全桥状况评定，创建了分层分级的铁路桥梁技术状况评估体系，将铁路桥梁状况等级分为9级，并给出了每级分值。AA、A1、B、C级病害分别扣60、40、20、10分。
      张阳       [63] 等提出并采用熵权可拓物元分析方法，对某跨海斜拉桥钢主梁锈蚀指标进行评定。将评定指标细分为二级检测指标，分级标准再引入病害图例，划分经典域，建立关联度函数，二级指标权重由熵权法确定。
      郑鑫       [64] 的硕士论文区别了钢管混凝土拱桥主要病害和次要病害，采用层次分析法、熵权法、群组决策确定钢管混凝土拱桥病害权重，改进构件评分方法，将梅溪河大桥由三类桥调整为二类桥。
      李博等       [65] 对1982年建成、运营40年拆除的上海市泖港大桥取芯试验。与2012年相比，混凝土保护层厚度变薄，混凝土表层有剥落；碳化深度变大；混凝土设计标号C38，实测抗压强度48.2~80.2MPa；氯离子扩展缓慢没有导致钢筋锈蚀。

      3 .3  小结

         

      (1) 与铁路轨道线路周期性维修策略不同的是，铁路桥梁执行的是状态修策略。一旦发现桥梁技术状态影响行车安全，立即安排修理，总体理念是正确的。

      (2) 目前养护决策存在的问题为：生命损失、安全损失难以定量化评估。这可以参考类似病害导致的桥梁垮塌事故调查报告，估算直接经济损失、人员伤亡、社会影响。
      (3) 桥梁技术状况量化评分标准、整治前的病害桥梁运营安全监测规范尚需继续研究。


      4

      养护新技术

      4 .1  BIM

         

      BIM 技术已经从桥梁设计、施工阶段往运营养护阶段延伸。

      刘大洋等       [66] 将BIM技术应用于重庆曾家岩嘉陵江大桥工程大型桥隧集群运营养护，融合静态、半静态、动态实时等多元数据，期望巡查、检测、监测、养护等多业务协同。
      丁绪聪等       [67] 构建了桥梁地理信息展示、桥梁基本信息管理、桥梁检测评估管理、GIS+BIM三维模型及后台管理五个功能模块的城市桥梁信息管理系统。
      许玉和等       [68] 建立了王家河大桥主跨230m五塔矮塔斜拉桥BIM模型，并用于长期监测评估，分析认为索力为有趋势性的季节性变化时间序列，采用Holt- Winters三次指数平滑法预测索力。
      戴玮等       [69] 为解决监测数据不融合，重点不突出，表达不形象等问题，开发了马鞍山长江大桥左汊悬索桥管养BIM信息系统。将桥梁实体分解为：桥梁→部位→部件→构件组→最小检查构件”，根据病害的基础属性与独立属性，建立检查数据标准化表单。基于 B\S架构、WebGL标准，以BIM信息模型为载体，链接桥梁基础数据、病害数据、技术状况数据和健康监测数据。
      庄子婧等       [70] 对RGB图像进行灰度化及滤波去噪处理生成裂缝点，基于Rhino软件平台，采用       Grasshopper 对裂缝点再进行可视化编程，形成裂缝BIM模型。

      4 .2  红外热成像

         

      不同材料表面温度图谱不一样。

      钢梁涂装试板加热时，热波在试板内部传播，遇裂纹、气孔等损伤，热流传播受阻，损伤区域热量堆积，表面温度越来越高。红外检测图像显示表面温度最高点为涂装损伤区域，往周围降低。王猛等       [71] 采用NEC R300W2制冷型红外热成像仪检测连续钢桁梁桥涂装试板损伤情况。通过向钢梁涂装试板发出红外光束，将CCD摄像机采集的红外图像转化为人眼能识别的数字图像。建立微分形态学边缘检测算子，增强原始图像损伤边缘，利用多尺度小波变换增强图像细节特征信息，输入增量式极限学习机(Incremental Extreme Learning Machine, I-ELM)损伤检测神经网络，判别试板损伤区域。

      4 .3  磁记忆和漏磁法

         

      利用结构材料自身的磁场特性，表征结构行为指标的新技术，值得探索。

      韦璐茜等       [72] 采用用金属磁记忆技术检测Q345qC四点受弯波纹腹板钢箱梁，发现易屈曲位置的磁表征量Hcon随荷载变化呈现先上升，临近构件屈服时下降的规律。
      通过外加磁场将缆索钢丝磁化。如果钢丝完好，磁力线在钢丝内部均匀分布，没有磁力线泄露；如果钢丝有锈蚀损伤或断裂缺陷，缺陷处磁阻大，而钢丝内部磁化饱和，导致部分磁力线溢出，泄露进入空气，利用霍尔传感器检测空气中的漏磁场，并将磁信号转换为电信号，以判断钢丝锈蚀或断丝情况，这种方法称为漏磁法。
      张群梅等       [73] 采用漏磁法在实验室检测了钢丝绳断丝。通过处理断丝处的漏磁场信号，提取漏磁电压特征量，判别钢丝绳断丝位置。
      李鑫等       [74] 对某2002年更换的拱桥吊杆，采用漏磁检测法确定拱桥吊杆钢丝是否断丝，认为大部分吊杆磁通量数据平稳，波形无异常变化，无钢丝腐蚀或断丝病害。
      张洪等       [75] 对不同腐蚀程度及腐蚀位置的钢绞线束单点腐蚀和两点腐蚀检测试验，发现单点腐蚀的环向漏磁信号雷达图出现异常极大值，腐蚀程度与极值正相关；两腐蚀点沿环向相邻时，雷达图呈异常凸起状；当两腐蚀点沿径向相邻时，雷达图分布均匀呈水滴状；当两腐蚀点分布在对角时，雷达图呈缺口状；未腐蚀时，同一横截面环向漏磁信号基本相等，雷达图中为规则的圆形分布。
      张洪等       [76] 认为漏磁法检测钢丝损伤，缺乏统一普适的漏磁检测评定指标，缺乏自动识别模型。
      郭建美等       [77] 针对平行钢丝束填充状态减小表层缺陷漏磁场强度的问题，       通过点检测和线扫查，比较钢丝圆形、扇形布置的差异。    

      4 .4  冲击波和冲击振动及超声波

         

      冲击回波、冲击振动对构件局部提供了强劲能量，获得了有利的反馈。

      曹妍等       [78] 采用冲击弹性波检测预应力管道压浆密实度。
      田永丁等       [79] 移动式冲击振动为边移动边激振，同环境振动相比，能快速识别桥梁振型缩放系数、模态质量、位移/应变柔度。
      超声波利用波速、波形等特征对桥梁进行检测。
      蓝伟生等       [80] 对某主跨1650m悬索桥索夹螺杆紧固力采用超声纵波法检测发现，M45、M48和M52三种规格螺杆在正常值范围的仅为10.54%、6.64%和1.29%。
      王贤强等       [81] 对M30高强螺栓螺杆人工刻槽深度0.5、1.0、3.0、5.0、7.0mm，宽度0.2mm，模拟裂纹。采用OLYMPUS OMNISCAN SX 型相控阵检测仪和 OLYMPUS 4L16-A24型16阵元一维线性阵列探头检测螺栓预设裂纹，裂纹深度大于1mm能有效识别，损伤程度与回波幅度正相关；裂纹深度小于1mm，无法识别。检测面在螺栓尾端的精度高于螺帽端。
      张家松等       [82] 采用三维超声阵列法检测孔道注浆缺陷。

      4 .5  无人机

         

      为实现桥梁的高效外观检查，特别是缺乏人行通道部位，也不中断交通，无人机得到了推广应用。

      杨航       [83] 也指出微型无人机的蓄电池充电量有限，检测时间受限在40分钟，适合天气晴朗，风速较小的桥区环境。
      李永红等       [84] 采用无人机和专业软件Bridge Map检测太原到原平高速公路柏井后有沟大桥，发现渗水病害 29 处、裂缝6处、剥落2处、钢筋锈蚀8处。但也指出存在高压线缆、树木等障碍，强气流，拍照抖动，后期数据量大等问题。
      毛琳等       [85] 采用无人机倾斜摄影对南京某系杆拱桥进行三维建模，对比Smart3D 和大疆智图软件分别建立的三维模型图，可用于后期无人机检测航线规划。
      裴俊华等       [86] 采用无人机倾斜摄影测量对甘肃省天水市麦积区渭河1号大桥进行三维实景建模。为解决桥梁侧面、底面严重遮挡和几何校正偏差较大的问题，通过二次桥底飞行多视角补测，单体化精细修模处理。
      张斌等       [87] 采用无人机倾斜摄影建立初步三维模型，线性环绕扫描建立局部精细化模型，定点高清矩阵拍摄和桥底补盲拍摄实现局部增强。

      4 .6  电子围栏

         

      船舶偏航撞击桥梁，后果严重，迫切需要对船舶、桥梁联合预警。

      岳玮等       [88]       以上、下游航标和船舶自动识别系统(Automatic Identification System, AIS)为核心，建立航标定位+船舶自动识别单元+视频全天候电子围栏防撞预警系统，在桥梁上、下游水域对危险船舶实时监控预警，防止船撞桥梁。    

      4 .7  安全监测

         

      由于养护资金缺口巨大，部分桥梁需要带病害监测运营，也为进一步查明病害原因、明确承载能力削弱程度和封锁停运提供依据。桥梁监测目的是掌握结构技术状态变化，预警是监测工作开展的前提，否则桥梁管控和加固无从谈起。

      2022年4月13日，《公路桥梁结构监测技术规范》(JT/T 1037-2022)实施，与原《公路桥梁结构安全监测系统技术规程》(JT/T 1037-2016)相比，增加了对三类、四类桥的监测要求，增加了桥面结冰、螺栓状态、索夹滑移监测和涡振报警。
      樊健生等       [89] 指出桥梁检测质量偏低、不能识别隐蔽病害、评级量化精度不足，结构健康监测存在行业认知与技术瓶颈、部分桥梁拉索断裂或桥梁垮塌时没有报警、应用价值受到怀疑等问题，提出了同时覆盖结构服役性态空间与时间域的外观检查、无损检测与健康监测时空融合的桥梁结构性态感知识别体系以及以数字孪生为核心的评价预测体系。
      潘永杰等       [90] 调研了国内现有桥梁健康监测技术标准，指出目前存在监测数据堆积、传感器稳定性和耐久性不协调、阈值不统一等问题，强调传感设备可靠性，应重视传感器安装和综合布线质量，多证据并行验证决定是否报警，建议对监测标准进行顶层设计和统型化规定。
      刘强等       [91] 对文莱Pulau Muara Besar跨海大桥桥钻孔桩冲刷深度进行       公式计算、物理模型试验和竣工 2 年后现场实测，非黏性土大于黏性土的冲刷深度和范围，基础规模越大，冲刷深度 和范围越大。
      杨启航等       [92] 由振动理论推出带裂纹简支梁在移动荷载作用下的动态响应表达式，发现移动荷载经过裂纹位置后，跨中加速度响应幅值和相位变化。采用加速度响应进行裂纹识别，
      通过变分模态分解和Hilbert变换获得瞬时频率、均值能量差两个裂纹识别指标，瞬时频率识别裂纹位置较好，均值能量差识别裂纹深度较好。
      大量桥梁养护数据需要创新分析方法，进行数据挖掘，洞察新信息。
      丁雪       [93] 采用MATLAB对云南省红河州开河高速公路主跨180m黑冲沟特大桥预应力混凝土连续刚构桥监测数据做异常值剔除、数据平滑及标准化处理，灰色关联分析温度和应变的灰色关联度大于0.8，构建多元线性回归模型和BP神经网络模型，预测应变。
      黄春翔       [94] 的硕士论文对鹅公岩轨道悬索桥长期监测数据进行分析，推测100年重现期的温度极值为44.37、-1.18℃，100年重现期基本风速为26.47m/s，主梁横向位移与风速正相关，主梁竖向位移与气温负相关。

      4.8  智能养护

         

      桥梁养护的终极目标是人工智能养护，实现最优决策、无人化作业，计算分析模型参数量大，

      廖创等       [95] 结合赣江大桥实时监测和人工巡检数据，建立Jess专家系统，根据输入病害进行推理，自动输出养护维修措施。专家系统的事实库与规则库由桥梁管养规范、管养专家经验形成，采用CLIP文件描述桥梁病害及整治方案。
      杨小霞等       [96] 认为桥梁检测数据抽取融合不充分、管养决策知识问答服务不足，提出了桥梁检测领域知识图谱构建与知识问答方法。采用 Web本体语言(OWL)对桥梁检测领域知识进行形式化语义建模，定义概念、属性及公理约束；基于Transformer编码器、双向长短时记忆(BiLSTM)网络、条件随机场(CRF)的联合模型进行命名实体识别；通过网格化长短时记忆(Lattice-LSTM)网络抽取桥梁检测文本的关系，如病害位置、类型、严重程度等细粒度信息；融合后数据存储在Neo4j图数据库中，实现知识图谱化表示。利用朴素贝叶斯分类算法匹配问题模板，根据匹配结果生成结构化查询，以自然语言形式返回问题答案，实现细粒度领域信息的交互式问答。
      无人机、手机等拍照方便，可收集大量图像，迫切需要快速从图像中识别出有价值的信息。杨勇等       [97] 认为一张图像有多个病害标签，采用ResNet50、ResNeXt50、ResNest50、SE_ResNeXt101、DenseNet121网络进行多标签病害识别，SE_ResNeXt101 网络模型 mAP 值为 93%，病害识别效果较好。
      张杰等       [98] 在实桥布置特征点和相机监测移动荷载位移，采用OTSU算法对视频分离出的图片进行二值化分析，获取特征点质心的位移变化。
      裂缝图像识别中重点在研究降噪、连续性、精度和速度。
      梁栋等       [99] 采用轻量化全卷积语义分割网络MU-net识别混凝土裂缝。在U-net 网络结构引入 Mobile-net中的深度可分离卷积，卷积操作增加修正单元，构建MU-net 模型。
      胡文魁等       [100] 提出全卷积神经网络的BCI-AS(Bridge Crack Image-Automatic Segmentation)桥梁裂缝自动分割模型和基于投影技术的最小二乘拟合中心线的裂缝宽度测量算法。
      贾林等       [101] 提出全卷积一阶检测器的裂缝定位改进算法。基于全卷积一阶网络模型，通过轻量级骨干网络EfficientNet提取裂缝图像特征，引入加权双向特征金字塔网络(BiFPN)融合裂缝图像不同尺度的特征，增强骨干网络视觉特征提取效果。
      何肖斌等       [102] 对31条混凝土裂缝光学图像进行了裂缝宽度识别。
      刘娟红等       [103] 采用MATLAB软件，对具有初始损伤的混凝土试样裂缝以及清水浸泡7 d后的试样裂缝进行形态提取，对图像灰度化、二值化、裂缝定位及形态学处理后，通过裂缝周长与面积间的关系，计算裂缝宽度平均值。
      舒江鹏等       [104] 针对钢箱梁裂缝超大尺寸图像识别问题，提出特征金字塔深度学习网络。
      王俊峰等       [105] 分析认为不同裂缝分布图像符合多重分形特征，线性拟合估计关键参数的方法拟合优度较好。多重分形谱的演变规律与裂缝的发展规律一致。随着裂缝粗糙度、宽度及数量的增大，多重分形谱向更大的值移动，谱最大值(分形维数)不断增大，分形谱的形状也明显变化。裂缝方向不同，多重分形谱的最大值不变，但分形谱的谱宽改变。
      韦春桃等       [106] 把裂缝图像划分到大小相等的网格内，规范图像裂缝位置分布，采用全局平均池化与基于批归一化层的通道剪枝技术，对深度学习分类模型进行轻量化改进。
      王墨川等       [107] 提出了高语义特征与注意力机制的桥梁裂缝检测(deep bridge crack detection, DBCD)网络。采用编码器-解码器网络架构。编码器基于SegNet，在下采样过程中引入最大池化索引，避免提取裂缝特征时细节损失。在编码器和解码器间加入高语义特征融合模块，提高检测不同桥梁裂缝尺度的鲁棒性。采用混合域注意力机制的解码器模块，实现裂缝准确定位。
      彭雨诺等       [108] 改进了YOLO (You only look once)网络，提出YOLO-lump和YOLO-crack双网络识别外观病害。YOLO-lump在较大的滑动窗口图像上实现块状病害检测，采用混合空洞卷积与空间金字塔池化的混合空洞金字塔模块，提取稀疏表达的多尺度特征，避免空洞卷积造成局部信息丢失。YOLO-crack在较小的滑动窗口图像上实现裂缝病害检测，采用下采样注意力模块，利用1×1卷积和3×3分组卷积分别解耦特征的通道相关性和空间相关性，增强裂缝在下采样阶段的前景响应，减少空间信息的损失。
      王桂平等       [109] 采用迁移学习识别桥梁外观病害。通过迁移VGG16网络模型结构及全部卷积层参数，添加新的全连接层，通过不同的学习率，微调卷积层和全连接层参数。
      周清松等       [110] 采用改进后的YOLOv3网络识别桥梁表观病害。在YOLOv3检测层中添加固定分块大小的池化模块，特征提取网络中引入了DenseNet密集型连接网络结构，增强病害特征传播和利用效率。
      廖延娜等       [111] 对YOLOv4网络的检测头进行分支改进。通过输出特征预测热力图，引入Dice系数(Dice coefficient)损失对YOLOv4损失函数重新定义，采用随机裁剪联合马赛克数据增强策略进行数据集训练，提高了网络模型泛化能力。
      熊文等       [112] 采用定期多次三维激光数字建模，提出基于点云模型与工程知识的桥梁形态变化识别与跟踪方法，可识别出构件某一时期内形态变化，如主梁弯曲扭转、桥墩偏移等。
      鞠晓臣等       [113] 将自注意力机制与中心点回归(self attention mechanism and center points regression，SACPR)算法用于螺栓识别。
      M. M. Futai等       [114] 提出桥梁检测、监测、维护中，应采用数字孪生技术。
      Cong Ye等       [115] 认为桥梁计算模型修正和更新是数字孪生技术，由于既有的模型修正技术无法体现出局部损伤的刚度变化，局部损伤引起局部刚度折减的假设受到了挑战。
      Alessandro Galdelli等       [116] 提出桥梁养护中的可视化检测系统。

      4 .9  小结

         

      (1) 2022 年， BIM 、红外热成像、磁记忆、漏磁法、冲击波、超声波、无人机、电子围栏、安全监测、数据挖掘、智能养护技术都进一步得到了应用，特别是智能养护成果众多。智能决策专家管养系统初步实现了桥梁养护的人工智能化。

      (2) 创新桥梁养护技术，及早发现病害，做好安全监测，及时整治，以确保桥梁运营安全。    


      5

      结束语

      (1) 高速铁路桥梁提出了快速检测、无接触检测要求，需要探索桥梁病害、特别是隐蔽病害检测新技术。铁路桥梁病害量化评估体系需要在实践中进一步研究发展，着力构建桥梁病害及其整治方案数据库，形成专家系统和智能养护系统。

      (2) 2022年及以前均出现因吊杆转动失效导致断裂，养护、施工、设计应保证吊杆销轴位置的转动，防止局部弯曲应力幅过大，通过探伤处治早期过大的裂纹缺陷，防止应力集中和疲劳断裂。
      (3) 局部构造细节如何实现可检查性？如悬索桥和拱桥的吊索、斜拉索、体外预应力钢束的钢丝锈蚀肉眼直接检查，尚需要继续研究。目前只能通过间接检测、局部剥开护套暴露检查。由于螺母遮挡，螺杆裂纹更是难以发现。
      (4) 贯彻高耐久性加固理念，加固后应评估承载能力是否符合要求。应精细化整治裂缝，确保裂缝深度范围内注胶饱满，表面封闭平整，严防漏水。采用环氧树脂灌注封闭，粘贴碳纤维布等处治，裂缝仍旧继续发展，混凝土裂缝控制也需要进一步研究。
      (5) 部分桥梁在施工阶段就出现了裂缝，运营阶段需要注意区别该类裂缝。桥梁接收养护单位提前介入，掌握施工真实状态，避免误判。

      团队成员介绍

           


      李俊 ，副教授，硕导。主持完成40余项科研项目，发表论文40余篇。研究方向：桥梁养护。电子邮箱：tumulijun@163.com。


      卫星 ，教授，博导，四川省学术与技术带头人后备人选，中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会理事。长期致力于钢结构及钢-混凝土组合结构桥梁损伤机理应用基础研究，长期从事《钢结构设计原理》、《钢桥与组合结构桥梁》及《桥梁结构分析理论及方法》教学工作。在钢-混组合结构体系、焊接细节疲劳损伤机理及结构性能劣化机理三方面开展了卓有成效的创新性研究。主持和主研完成各类科研项目40 余项，发表学术论文150余篇。

      主要研究方向：（1）钢-混组合结构桥梁复杂力学行为；（2）复杂服役条件下桥梁性能退化行为；（3）桥梁信息化及智能化技术。电子邮箱： we_star@swjtu.edu.cn 。


      唐朝勇， 硕士研究生，四川华腾公路试验检测有限责任公司高级工程师，参与10余项科研项目。研究方向：桥梁养护。邮箱316581055@qq.com。


      张博伦 ，硕士研究生。研究方向：桥梁养护。电子邮箱：754194597@qq.com。



      段愉 ，硕士研究生。研究方向：桥梁养护。电子邮箱：1156013173@qq.com。

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