淺析橋梁檢測技術及發展趨勢分析

袁益峰

【摘要】隨著我國經濟的不斷發展，公路橋梁的安全性越來越來重要。試驗檢測是公路和橋梁施工項目的安全保證，是針對某一項目或者產品檢測時，采用的科學、合理的公路橋梁施工質量檢測方法。本文對橋梁檢測技術及發展趨勢進行了分析和探討。

【關鍵詞】橋梁 檢測 技術 發展 趨勢

隨著我國交通事業的蓬勃發展，橋梁在長期的運營過程中不可避免的會產生結構性的損傷，從而使其結構承載能力和耐久性逐步降低，直至影響到橋梁的運營安全。造成橋梁結構性損傷的原因可能來源于人為因素，也可能是受自然因素影響。由橋梁結構型損傷而引發的橋梁維修、加固和改造工程，必須要建立在對橋梁整體結構檢測的基礎上。因此，在橋梁使用過程中，應對橋梁的整體結構進行檢測。

1 橋梁表觀檢查與評價

橋梁的表觀檢測主要包括橋梁整體結構體系和局部構造的測量、結構病害的檢查與測量。在表觀檢查過程中，不同的橋梁有不同的檢查重點。表觀檢查既要能反映出橋梁結構的整體狀況，也應依據相關規范確定橋梁的技術等級。結構檢查的主要內容包括：橋梁原結構設計、施工工藝和養護記錄等。材料檢測主要通過無損傷檢測方法對橋梁的內部結構進行檢測。對于鋼筋混凝土橋梁來說，檢測重點為混凝土和鋼筋，包括混凝土的強度指標、耐久性和鋼筋銹蝕狀況等。橋梁表觀檢測技術發展非常迅猛，尤其是在橋梁無損傷檢測方面，國內外相繼研制出利用電、磁、雷達和數字信號等高新技術為主體的檢測設備，如雙頻紅外線自動溫度成像儀、探地雷達成像系統和無線脈沖轉發器等。

2 橋梁承載力的荷載檢測

2.1 靜載檢測法

靜載檢測法主要是通過靜載試驗對橋梁進行相關檢測，從而獲得與橋梁結構性能相關的參數，可以分析出橋梁結構的強度和抗裂能力等，以此作為判定橋梁承載能力的重要依據。混凝土橋梁在進行靜載試驗時，主要進行以下幾方面檢測。（1）橋梁整體結構的豎向、側向撓度和扭轉變形。在每個橋梁跨度之間最少檢測并監測3個點，選取其中最大的撓度和變形數值，同時記錄支座的下沉數值。（2）記錄控制截面的應力分布情況，從而分析出最大值和偏載特征。檢測過程中，在檢測截面最少選取五個檢測點，且必須包含上、下邊緣和截面突變區域。（3）檢測橋梁支座的轉角和伸縮量、支座的沉降量以及橋墩頂部的位移和轉角。（4）仔細記錄卸載后橋梁的殘余變形。

2.2 動載試驗檢測方法

動載試驗的目的是為了研究橋梁結構的動力性能，橋梁的動力性能是判斷橋梁承載能力和耐久性的重要指標之一。近幾年來，科研人員不斷進行動力檢測方法的功能拓展，主要原理如下：當橋梁結構在動荷載作用下發生破損時必然會引起結構參數的變化，如果能夠恰當地運用這些參數，就可以為橋梁結構損傷檢測提供一個量化指標。在橋梁動載試驗中，均以沖擊系數作為分析變量，現階段動載試驗主要包括：（1） 測定橋跨在車輛動荷載作用下的振動特征，如沖擊系數、動位移和動應力等；（2）測定橋跨的自振特征。

2.3公路橋梁工程試驗檢測技術

2.3.1公路橋梁面回彈彎沉檢測技術

路橋面回彈彎沉檢測技術是指利用重錘進行自由落體運動從而公路橋梁對表面進行一定的撞擊，在對公路橋梁撞擊的過程中，是一種對公路橋梁表面的彎沉進行檢測的非靜態的檢測方法，在檢測時的時候，我們可以用車輛行駛在公路橋梁表面上進行模擬，從而進行檢測。

2.3.2 無損壞檢測技術

無損檢測技術是指對工程結構單獨檢測的檢測技術，這種檢測技術安全且直觀。但是這種被測橋梁表面有一對相互平行的測試面體，但是通常公路橋梁表面幾乎都是彎曲，所以這種方法具有一定的局限性。目前最常見的無破損檢測技術主要有超聲波檢測、超聲回彈綜合檢測法、超聲脈沖法檢測技術，這些新型的技術為以上技術提供了輔證，并和常規的方法綜合起來，使得對公路橋梁檢測技術越來越獲得更準確的結果。

2.3.3 沖擊波檢測技術

由于道路橋梁的建設施工的內部探測是必不可少并且非常關鍵的內容，要做到對建筑結構無影響，在不損害其結構強度與質量的前提下，檢測內部的具體情況，常用到沖擊波檢測技術，結構內部的發生損傷時，會有脈沖波發射出來，檢測以其在接收沖擊波之后進行分析，判斷建筑的實際厚度，以比照施工方案判斷是否出現中空現象，還可以分析裂紋的擴散情況，但是此類測量有一個缺點，即是測量時注重于單點測量，對于全面測量建筑結構耗時較長，影響測量效率。

3 橋梁檢測技術的發展趨勢

3.1 無損傷檢測技術

傳統的橋梁檢測工作，主要依賴于動靜荷載試驗和檢測人員目測，然后利用多種輔助手段進行橋梁損傷檢測。20世紀90年代中，隨著遙感技術和通信技術的快速發展，橋梁無損傷檢測呈現出更廣闊的發展空間，朝著智能、快速、系統化的方向發展。特別是振動試驗模態分析技術的發展，為橋梁檢測開辟了新的發展思路。

3.2 無損傷識別技術

（1）小波損失識別法由于小波信號具有穩定的特征，因此其非常適合應用于損失識別的波段，通過小波的傳導和反射確定出所需要的特征因子，從而判定橋梁損傷程度和部位。小波分析在損傷識別中具有很廣泛的應用，如奇異信號檢測、信噪識別、頻帶分析等。（2）神經網絡損傷識別法神經網絡識別法的原理為：利用無損傷系統的振動數據形成數據網絡，通過數學方法確定出相關參數，然后輸入數據。如果數據正確，系統特征無明顯變化，系統輸出與網絡分析輸出相互吻合。相反，如果兩者出現差異則說明有損失部位。

3.3 國外橋梁檢測技術發展趨勢

3.3.1 已啟動的研究程序

（1）在橋面板檢測中逐步采用遠紅外熱成像系統和地面滲透雷達等。（2）利用全橋檢測系統的無線電發送、全球定位系統和應用鋼傳感器進行橋梁的健康檢測和超載檢測。（3）疲勞裂縫探測器，主要是針對橋梁裂縫進行檢測，較成熟的設備有：熱成像系統、無線應變檢測設備、微波探測設備和電磁聲發射傳感器等。（4）先進的銹蝕探測和檢測技術，主要包括磁漏探測技術、埋深式銹蝕傳感系統等一系列以電磁作為基礎的檢測設備和檢測技術。（5）利用振動響應法進行橋梁下部的檢測。

3.3.2 探索性研究項目

（1）以聲發射技術作為基礎的研發設備。該設備能夠產生并且探測出不同受力模式所引發的疲勞裂縫。（2）磁力控制遙感研發。（3）光纖設備在疲勞檢測中研究。計算車速在 40～90 KM/H 交通載荷作用于橋梁的離心應力值。得出：當車速為40KM/H時，統計值為計算規范值的 1.5 倍；當車速為 60KM/H時，計算規范值為統計值的 1.1 倍；當車速為80KM/H 時，計算規范值為統計值的 1.5 倍。由此可以看出，隨著車速的增加，規范值逐漸增大，大于統計值，當車速大于 60KM/H 時橋梁比較安全。

4 結語

從當前橋梁工程建設的整體施工及檢測水平上來看，我國在公路橋梁工程建設領域的檢測管理的敏感性較為滯后，同時在檢測管控的技術水平上也相對薄弱，在道路橋梁工程建設過程中，試驗檢測是一個重要環節，對保證道路橋梁工程施工質量具有重要意義。本文筆者對檢測技術在道路橋梁施工中的應用進行了探討，希望對相關從業人員具有借鑒意義。

參考文獻：

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