公路橋梁檢測技術應用探討

嵇賢君

【摘要】我國目前的路橋檢測亟待重視，怎樣才能以科學嚴謹的方法進行橋梁的檢測，是當前的一個重點課題。本文通過雷達檢測及紅外熱象、光纖傳感器檢測、無線電檢測、自感應檢測的原理和應用闡述，總結了公路橋梁檢測技術的應用。

【關鍵詞】公路橋梁 檢測新技術 紅外熱象 光纖傳感器

一、引言

當前，我國逐年加大投入，支持各地基礎設施的建設。截止到2015年底，我國的路橋數量已經超過了六十萬座，總里程達到了三千萬千米，已經穩居世界第一位。而這些橋梁的類型也十分多樣化，不但包括梁式橋，也包括斜拉橋和拱式橋等，創造了很多世界記錄。但應該正視的是，對于這些橋梁的日常維護工作也十分重要，來自2014年的一項調查數據表明，我國目前的公路危橋已經接近5萬座。這就為路橋的維護和檢測敲響了警鐘，只有對橋梁進行定期的檢測，結合橋梁的實際情況進行養護，才能延長其使用壽命。

二、橋梁檢測概述

對于路橋的檢測，主要是對其結構性能進行量化評估，包括橋梁發生缺陷的具體部位和嚴重程度，以及橋梁上的損傷是否有進一步發展的可能，在此基礎上分析導致缺陷以及損傷的具體因素，評估這些問題對橋梁結構與性能的不利影響，進行及時的維護和維修。由此可知橋梁的檢測是對其進行養護維修的主要依據，也是確定具體維護方案的標準，可以說橋梁檢測在其養護維修中占據著十分重要的位置。

當前，我國境內的很多橋梁已經進入了病害爆發期，而當前我國的橋梁檢測存在著一些不足之處，例如檢測工作量過大，檢測儀器功能不全，檢測過程成本過高等，這就要求橋梁檢測行業應該盡早引入更加先進的技術，以智能化和自動化方式進行橋梁數據的獲取和質量的評估。路橋的檢測在一些發達國家已經出現了不少成熟的技術，以美國為例，目前主要應用的是NDE技術，對于路橋的面板，已經引入了先進的地面滲透雷達和熱成像技術。在橋梁質量性能的測試中，通常使用的是基于無線電發送的全橋檢測方法，能夠以十分精確的差分式GPS實現對于橋梁變形的測量，對于橋梁的超載則使用鋼傳感器；還可以實現對于橋梁疲勞裂紋的探測。而與以上國外常見的技術相比，我國國內的橋梁檢測則還有很多不足之處，只有積極地分析和引入一些先進的技術，才能適應目前橋梁檢測的工作。

三、對幾種路橋檢測新技術的介紹

（一）雷達檢測及紅外熱象

目前，以雷達和紅外熱象儀等儀器設備進行檢測，其效率非常高，能夠在一天對于某個區域內的幾十座路橋進行檢測。所謂“紅外熱象儀”，指的是借助具備紅外功能的攝像機拍攝被檢測的橋面，產生被測目標的溫度圖。所獲取的溫度圖象能體現出當陽光照射的時候，橋面的開裂處便形成一個圖像熱點。產生這些熱點的原理，是由于開裂處的溫度比正常部位稍高，形成一個空腔結構，因此附近的混凝土溫度便會明顯升高。而所謂的“雷達”，指的是在路橋檢測的時候，由儀器不斷發出一定強度的電磁脈沖，再將所產生的脈沖發射至被測路橋的橋體，該傳感器以某一指定速度穿過結構表面，在其各種界面上產生反射而接收到回波。這些回波的波形的幅度等參數能夠與被測橋梁的病害等因素高度相關。而雷達監測與紅外熱像的相互結合，便能夠彼此取長補短，以更高的準確率對橋梁的病害情況進行發現和判定，從而準確地獲取橋梁的將實際情況。

（二）光纖傳感器檢測

隨著電子學的發展，目前的光纖傳感器已經在不少領域得到了十分廣泛的應用。對于橋梁檢測來說，使用光纖傳感器，其工作原理是在光纖由于橋梁的形變和振動而導致拉伸和壓縮的情況下，其受力點處的布里淵散射就會發生比較明顯的變化。從頻率角度而言，光纖的頻移量與其應變量在數值上是成正比的。因此，只要以精密的儀器來測量光纖所發生的布里淵頻移，便能夠推斷出被測橋梁是否發生變形以及變形的嚴重程度。此外，光纖還有一個參數便是“光損”，該參數能夠反映出光纖軸向的變形，并且可以達到很高的精度。對光信號反射的時間進行測試，就能夠定位橋梁發生變形的具體位置，并且誤差極小。結合光纖的以上特性，就可以對路橋進行精確的檢測。而且光纖傳感器還能夠在十分狹窄的空間進行測量，所以推薦光纖傳感器在橋梁的施工時預先進行設置，在其兩端預留信號接收設備，進行長期的檢測。

（三）無線電檢測

這是一種對于路橋的疲勞狀況和損傷狀況進行檢測的手段，其基本的原理為，由于橋梁受到不斷進行的周期性荷載，很容易造成其結構上發生裂縫，而所產生的裂縫往往是以緩慢的方式逐漸增加。在這些裂縫擴大的過程中，會伴之以能量的產生，而發出應力波。而無線電檢測手段能夠十分方便地對所產生的應力波進行定位。這些技術目前也已經得到了較為廣泛的應用。無線電技術在國際上已經較為成熟，當前也已經引入到我國，并實現了廣泛的應用。通過采用無線電檢測方法，能夠得到被測橋梁的內部裂紋具體分布，還可以推測這些病害可能的發展，從而更加客觀地判斷橋梁的狀況，評估其壽命。與無線電檢測相類似的檢測方法是聲發射檢測，這種技術的基本原理是，在所產生的聲波沿著被測物的內部進行傳播的時候，如果能夠測到其縱波速度，則結合縱波的傳感單元的時差數據，就能夠評估被測物的內部缺陷具體位置點。

（四）自感應檢測

自感應檢測是感應檢測的一種，至今已經應用于多個領域，也可以在橋梁檢測中獲取各類物理量，自感應檢測往往會用到各類感應器件，包括橋梁鋼筋斷裂應力波測試的加速器件。橋梁混凝土氯離子的傳感單元等。也包括探測橋梁微小相對位移的傳感器。這些傳感器目前已經有成熟的產品，因此成本較低，性能令人滿意，十分適合于對公路橋梁的檢測。

四、結束語

數據統計表明，上個世紀九十年代之前的橋梁占比達到40%以上。結合國際行業協會的推薦，這些橋梁均已經進入到了病害暴露期。所以可以說，我國目前的路橋檢測亟待重視，怎樣才能以科學嚴謹的方法進行橋梁的檢測，提高我國交通運輸業的安全性，保障人民生命財產安全，有效保證橋梁施工的質量，促進我國交通建設事業的顯著提高，是當前的一個重點課題。

參考文獻：

[1]強弢.公路橋梁無損檢測技術的應用分析[J].江西建材，2016，（11）.

[2]戴凌云.高速公路橋梁檢測方法和評定措施[J].交通世界，2016，（Z1）.