水下橋墩檢測

鄂西管理處工作人員介紹：以前，檢測涉水橋梁主要是通過橋檢車和無人飛行器，但只能實現(xiàn)橋梁水上結(jié)構(gòu)檢測，水下結(jié)構(gòu)受實際環(huán)境限制，大多在河流水庫干枯時段采取人工水下摸排，危險性較高且容易存在檢測盲區(qū)。有了水下機器人，可有效對水下部分全面科學(xué)檢測，提高管養(yǎng)水平。使用機器人進(jìn)行橋梁檢測，已經(jīng)不是新鮮事了，除了上面提到的無人飛行器，還有南京理工大學(xué)研發(fā)的爬壁機器人、在索結(jié)構(gòu)橋梁中常用的爬索檢測機器人等等。相比之下，水下檢測的難度相對大了一些，尤其在水體渾濁，能見度較低的區(qū)域。

我國橋梁水下橋墩沖刷的大規(guī)模現(xiàn)場觀測可以追溯到20 世紀(jì)50 年代。鐵一、鐵二、鐵三、鐵四院、大橋局、鐵科院以及交科院，先后開始進(jìn)行橋墩沖刷洪水觀測和研究工作。1960 年，鐵道部和交通部將橋墩沖刷列為部頒科研課題，由鐵科院和交科院負(fù)責(zé)，將全國分成4個片區(qū)，進(jìn)行橋墩沖刷和洪水觀測的研究。我國一些鐵路局也長期不間斷地對重要橋梁進(jìn)行汛期橋下河床洪水沖刷觀測和橋墩周圍局部沖刷觀測［3］。近些年在蘇通大橋、滬通長江大橋［4］等橋梁應(yīng)用了多波束測深儀、GPS 定位等技術(shù)［5］，對橋墩的防護工程進(jìn)行過水下檢測，但并沒有在洪水期間進(jìn)行過連續(xù)監(jiān)測，也沒有監(jiān)測過沖刷隨洪水過程的發(fā)展過程。2010 年西堠門大橋“跨海懸索橋結(jié)構(gòu)監(jiān)測、巡檢管理關(guān)鍵技術(shù)研究”達(dá)到了國際領(lǐng)先水平，但仍然只針對水上部分進(jìn)行實時監(jiān)測和管理，水下安全監(jiān)測方面仍然處于空白狀態(tài)。在結(jié)構(gòu)檢測機器人方面，研究機構(gòu)主要為上海交通大學(xué)、中國科學(xué)院沈陽自動化研究所等幾家單位，從事應(yīng)用型產(chǎn)品開發(fā)的公司較少，而且探測技術(shù)、工藝水平、導(dǎo)航與定位、復(fù)雜環(huán)境中的運動控制等方面與國外存在一定差距。近年來通過引進(jìn)國外技術(shù)和設(shè)備，加之國內(nèi)的自主開發(fā)研究，用于海洋結(jié)構(gòu)的檢測與維修能力已有較大提高。

本打撈工作在水上和水下同時作業(yè),水下情況復(fù)雜具有一定的危險性和不可預(yù)見性。若是水系較淺，有縱深岸邊，岸邊與水面高差不大，可在過河管中間線的岸邊原地上制管段；或許岸邊與水面高差較大，就須開挖岸邊，削減與水面高差，并在開挖區(qū)內(nèi)下降地下水位后再制備管段。水下管道與水下土工布鋪設(shè)施工。管道自然沉放定位：當(dāng)管道橫進(jìn)管中基槽內(nèi)浮于水面時，利用岸邊設(shè)立的三個手拉葫蘆，分上下及軸線，確保管道準(zhǔn)確定位于中軸線上。水面用船舶利用吊環(huán)對管道中間定位。全站儀兩臺立于兩岸配合定位。彎管段定位于河流上游。進(jìn)水：當(dāng)橫管完成后，打開兩管端的排氣閥，打開進(jìn)水口。在統(tǒng)一指揮下將鋼管成形水平浮于河面，確保鋼管兩端處于管中基槽上，直至鋼管完全處于基槽上方，將管道呈半成型位基槽的姿態(tài)。向管道進(jìn)水管用水泵強制，下沉總指揮根據(jù)管道兩端的排氣情況分多次指揮各吊船放松鋼絲繩，使鋼管逐漸下沉，每次下沉0.2m。隨著水不斷灌入管道逐漸下沉。