提升橋梁檢修安全性的設備研究與應用

王慶良

（廣東堃和工程檢測有限公司， 廣東 東莞 523000）

1 技術背景

中國自古以來就有“橋的國度”的美譽，而當今基礎設施建設的飛速發展，城市道路規劃部門更是投入大量資金到橋梁建設領域，從立交橋到長江大橋再到跨海大橋，構成了我國四通八達的城市樞紐。存量巨大的橋梁建筑在使用過程中，受到車輛荷載和自然環境等多種因素的影響，使其安全性、使用壽命都受到一定威脅。因此，應當對橋梁進行定期性、經常性以及特殊性檢修，但大多數橋梁都是架空而設，比起道路檢修困難得多，尤其橋梁下方區域工作人員很難觸碰，需要借助外部器械，研究新型技術來保障維修工人的安全性意義重大。

2 安全性檢修輔助設備分析

橋梁檢修多為高空作業，因此安全性是檢修輔助設備的最重要因素，基于此提出三種安全性較高的技術方案。

2.1 吊籃平臺機械

傳統的平臺型機械大多忽視了對工人檢修工具的放置和固定，檢修人員因未站穩或未握穩而導致工具掉落的情況時有發生，若下方有人站立則具有較大的威脅性。針對這種缺陷，在傳統吊籃的基礎上進行改進，圖 1為改進后的吊籃平臺機械示意圖。

該平臺主要由吊籃、電機箱、和固定在吊籃前端和側面外表面固定安裝的工具箱構成。其中吊籃內設置有扶手，扶手上設置鉸鏈，吊籃內部地面固定安裝有防滑墊，吊籃前端為安全防護門；電機箱在吊籃的頂部，與吊籃通過鋼纜相連；籃體外側的工具箱上端裝有箱蓋，箱子底面裝有放置板，在其上可以放置檢修工具，另外放置板的表面安裝有連接環，環上固定著安全連接繩用來拴住工具，在工具意外滑落時有安全繩將其拉住。該設備通過這些改進，可以防止檢修人員腳滑摔倒，且提高了器械的安全性，工具箱的設置更加人性化，方便工人隨時取用工具，且防止了工具高空墜落砸傷下方人員。

圖1 吊籃作業平臺整體示意圖

2.2 可移動式檢修車

固定平臺式的檢修機械雖然有結構簡單、造價低的優點，但由于其需要特意在橋下搭建，對日常維修保養的效率較低，且會破壞橋梁外觀的美感。橋梁檢測車的出現解決了上述問題，其主要由兩部分構成，一部分是可折疊式的作業平臺，為工人提供平臺和檢修工具，另一部分是裝載底盤，用來承載作業平臺。和其他運輸工具一樣提供路面行走功能。其核心部分的作業的設計要有高度的可折疊性，方便機械的轉場，無需現場安裝等操作，在作業時可以通過簡單操作自由的伸展。

圖2 平臺式檢修車

圖3 吊籃式檢修車

可移動式檢修車可分為平臺式和吊籃式。其中平臺式作業時是一個伸展的通道，承載力大，空間大，可以容納多個人同時作業，針對橋下作業且檢修內容復雜時使用。可以180°旋轉，靈活性較高。作業平臺通過桁架與載重車相連，桁架內有爬梯和扶手，工作人員可以安全地從平臺和橋面間往返。工作人員先進入吊籃內，就可以方便地操控機械臂的伸縮。吊籃式檢測車采用可折疊式機械伸縮臂，相比平臺式更加小巧靈活，能在立體空間內360°無死角作業。其造價也相對低很多，適用于小型橋梁。

在港珠澳跨海大橋這項偉大的工程中同樣應用到了可移動檢修車，并且由于橋梁跨度極大，全長近50km，檢測車數量多分布散，該工程在物聯網的基礎上建立了檢修車的智能管理系統，方便項目部對檢修作業的指揮和數據的管理。

2.3 無人機航測技術

近些年，無人機航測技術在工程領域快速普及，在橋梁檢測領域也可以發揮極大的作用。傳統的方式是使用大型機械臂輔助工人定點檢查橋梁問題，檢修人員還要通過對講機指揮司機的操作，效率低且安全性差，還會造成交通擁堵。而使用無人機航測技術可以在維修人員進行維修前，就找出問題所在區域，縮小工人維修過程中的移動范圍，效率大幅提升，使作業風險極大降低。無人機可以對橋梁各連接部位和槽位等脆弱點進行4k全景拍攝，清晰度高，也可以通過混凝土影像檢測軟件，預先對航測區域和影像進行預測，減小拍攝區域，降低后期工人的維護難度，提高綜合效益。

3 結論

在橋梁檢測領域，保障工人的安全性是一切的前提。在預算有限的情況下，即使使用傳統的吊籃設施，也可以通過進行一些細節來提升作業人員的安全性。而對于移動式檢測車和無人機技術的綜合使用可以大大提升檢測的效率，通過物聯網可以實現日常檢測的智能化管控。然而，當前在橋梁檢測領域對于智能化手段的使用還較少，需要進一步的探索。