鋼筋混凝土橋梁試驗檢測技術及其發展

王子強

（遼寧省交通規劃設計院有限責任公司，遼寧 沈陽110000）

1 概述

橋梁質量是否符合要求對于提供使用者出行環境的安全可靠具有關鍵性作用。另外，無論采取公路還是鐵路等哪一種運輸方式，都離不開橋梁所發揮的作用。基于此應提高重視橋梁建設質量等方面的問題。采取相應的檢測試驗手段，以確保橋梁建設質量及使用安全，并在使用過程中加強維修養護，以促進交通事業的健康發展。

2 鋼筋混凝土橋梁試驗檢測技術

因環境或人為因素導致投入使用后的鋼筋混凝土橋梁產生損傷，進而引發一些裂痕現象。在檢測中這些問題比較容易發現，檢測技術比較常用的一般是射線、電磁波干涉等。比較常用的射線檢測技術主要有損傷、裂痕檢測等，可較為準確地確定橋梁中存在質量問題的位置。該技術原理是，各類材料在其基本特性方面有不同程度的差異，其表現出來的紅外輻射特性也完全不同，結合熱成像技術作用能夠發現，紅外輻射向熱圖像采取相應的轉換方式，可實現對橋梁發生損傷、裂痕的準確部位的精準定位。對電磁波主要特性的有效利用，可定位橋梁鋼筋和孔道，進而將導致損傷或發生裂痕的準確部位及時找到。眾所周知，射線對人體健康會造成一定程度的損害。在檢測鋼筋混凝土橋梁中，檢測試驗人員應提前準備好相關防護措施。

3 鋼筋混凝土橋梁試驗檢測的主要過程

3.1 試驗檢測的內容

經外觀檢測鋼筋混凝土橋梁形態結構上產生的變形、性能損害程度及受荷載作用影響工作狀態，對該橋梁結構進一步明確承載能力可應用于何種條件下。橋梁建設竣工并投入使用前應進行相關的試驗檢測，橋梁在正常使用后也應定期開展相關的試驗檢測工作。結合有關理論知識進行驗證，若存在一些不合理的地方應通過一些改進設計措施予以妥善解決。

3.2 試驗檢測的分類

靜載試驗檢測和動載試驗檢測是鋼筋混凝土橋梁中兩種主要的試驗檢測方法，前一種方法主要是將載荷附加在橋梁中的不同跨度結構，處于靜止狀態的載荷，可對橋梁有關參數數據進行檢測，后一種方法主要是在橋梁上方采用不同速度載荷經過時，對橋梁參數有關數據發生的動態變化加強必要的檢測。

3.3 檢測試驗內容

橋梁檢測試驗內容涵蓋對應變、振動及位移等方面的相關測試數據，應變測試主要是因在一定條件下相應范圍的應力和應變之間呈現出線性關系，基于此可通過檢測橋梁應變進一步計算出橋梁應力及其它參數值。鋼橋通過檢測橋梁內力、應力的集中狀態等一些參數，深入分析橋梁各部分及與各部位相連接的共同受力作用。鋼筋混凝土橋梁加深了解分布于混凝土和鋼筋上的應力，截面中性軸位置等，多主梁橋還可對其分配到各片梁的荷載系數進行測定，位移測試主要是詳細測定墩頂水平位移、橋跨撓度、混凝土裂紋及橫縱向位移等參數的變化狀況。振動測試主要是對橋梁結構中橋跨和橋墩的波型、振幅、阻尼、周期或頻率、動載條件下的沖擊系數及最大振幅等有關振動特性參數進行測定。

3.4 檢測試驗采用的儀器設備

檢測試驗通常可采用三種儀器設備，機械式測試儀器也被稱為機測儀器，是早期在橋梁測試中應用的一種試驗檢測設備，其技術比較成熟。較高的可靠性，可與各種不同環境相適應，具有較為簡單的測試過程等都是明顯優勢。但也存在亟待完善的地方，諸如線性特性不佳，檢測試驗結果的精度不高。檢測試驗系統雖然不復雜，但感知器設計相對復雜一些，這使設備外型不夠精巧，在數據讀取中較為繁瑣，需多人相互之間進行合作方可完成檢測工作，在一定程度上增大了此過程的復雜性，使整個過程分工安排不簡單，所以其使用日漸被淘汰。

電測儀器在橋梁檢測試驗中目前是一種主要儀器設備，隨著逐漸發展的電子技術在應用過程中逐漸發揮出重要作用。其工作的基本原理為，由傳感器將機械量的檢測值向電量進行相應轉換，再采用電子儀器對電量進行分析并根據結果采取有效改善措施，利用指示記錄裝置詳細記錄有關數據。電測儀器的特點是其中的一些傳感器是微型的，可與測試儀器的不同大小相適應而參與測試工作。較多種類的傳感器可適應檢測試驗所處實際環境的相應需要，一些電測儀器設備能夠實現遠程操作控制并向控制儀器傳回檢測試驗數據，其中的一些傳感器的線性特性較為突出。電測儀器因此最適宜應用于具有較高靈敏度要求的測試環境中，設置好一些輸出檢測點，能夠同時檢測多個不同的采樣點，明顯提高了檢測試驗效率。多路測試系統具有高度自動化特點，可在動載檢測試驗中逐步擴大應用。但在具體應用過程中也難免存在一些亟待完善的地方，諸如電測儀器需要比較復雜的檢測步驟，對具體操作人員的操作技術水平具有較高要求。若較小規模的待檢測試驗橋梁并達不到良好的檢測環境，有待于進一步擴大該儀器設備的應用范圍。

光測儀器在具體檢測過程中應充分結合光傳播方向為直線的基本原理，通過對待測參數的放大、轉換并實時記錄相關數據，主要優勢在于阻尼不大、響應速度較快等。光測儀器可對物理化學原理等應用，諸如在偏振光作用下，光敏材料的力學特性和物理化學原理可產生光學效應，該光測儀器操作便捷、良好的直觀性好及安全可靠等是明顯優勢。

3.5 檢測試驗的主要方法

實施檢測試驗方法的過程相對較為復雜一些，主要是檢測試驗點應客觀合理地選定，對儀器設備應采取現場安裝方式，確定附加載荷方式以便于有關試驗工作的審圖開展，對檢測試驗的相關數據記錄分析研究，關鍵要對附加載荷方式進行確定。附加載荷方式不只是有效利用行駛車輛等物體，在還可采用儀器靜載和動載試驗中對實際載荷進行代替，進而模擬附加載荷以提高真實性。檢測試驗過程中，一定要根據操作規程嚴格進行檢測試驗，以免檢測試驗過程中出現一些問題，其結果的精確度與檢測試驗多次的相關數據具有重要關系，分析檢測數據可能存在不同程度的誤差，將誤差程度較大的一些數據進行剔除。

4 鋼筋混凝土橋梁試驗檢測技術的發展

隨著我國日益重視科學技術，使橋梁試驗檢測技術得到迅速發展，逐漸探索出很多新穎橋梁檢測技術并獲得一定進展。諸如可將鋼筋混凝土橋梁檢測技術與互聯網技術相結合，使橋梁檢測數據資源利用互聯網技術實現網絡共享，通過對比研究分析后可知，橋梁檢測試驗位置中有一些比較特殊難以進行檢測，而采用無人機這一新興科技可將人力替代，向終端機上發送檢測結果，再結合反饋的結果深入分析相關數據。結合日益成熟的鋼筋混凝土橋梁檢測技術，橋梁管理部門應將有關技術緊密結合，可顯現出一些錯誤信息，并在已有橋梁管理系統信息數據庫中添加新的試驗檢測數據，便于橋梁試驗檢測對數據信息進行調取。

5 結論

我國鋼筋混凝土橋梁檢測技術近年來的發展十分迅速，盡管其中存在不少的問題，但隨著近年來橋梁試驗檢測技術的不斷發展，有利促進了鋼筋混凝土橋梁試驗檢測技術水平的提升。在試驗檢測工作中深入開展相關研究，深入地分析了鋼筋混凝土橋梁試驗檢測技術、試驗檢測的過程及該技術的發展趨勢。使提出的檢測技術具有一定的新穎性，以確保獲得更精確的檢測結果，對于橋梁的維護效果也更為明顯，有力保障了廣大群眾出行的安全可靠。