新時期公路橋梁檢測質量控制與檢測技術應用研究

于洋

（河北交規院瑞志交通技術咨詢有限公司，石家莊 050000）

1 引言

與其他建筑工程項目相比，公路橋梁工程損害因素眾多，同時受到檢測技術和檢測環境的影響，公路橋梁質量檢測存在一定的困難。隨著科學技術的發展，眾多現代化、先進的科學技術走進公路橋梁質量檢測領域，例如，超聲波檢測技術、光線傳感檢測技術、頻譜分析檢測技術等，此類技術不僅能保證檢測質量，同時能保證檢測時效。基于此，本文立足于新時期背景下的公路橋梁質量監測，對現階段公路橋梁質量檢測技術的應用進行分析，望通過數據分析得出的結論可以為各位檢測人員提供工作思路。

2 新時期公路橋梁檢測技術的類別及原理

2.1 超聲波檢測技術

超聲波檢測技術是一種先進的無損檢測技術，它利用超聲波對公路橋梁工程進行精確檢測，是常用的無損檢測方法之一[1]。在公路橋梁質量檢測過程中應用超聲波檢測技術，主要是利用專業的儀器設備發送超聲波，在所需檢測部位內進行信號傳輸，信號接收機接收截面及縫隙反射回的信號，對反射波狀態進行分析，從而對橋梁內部結構的完整性進行分析。該技術的優點在于操作簡單、反饋迅速，且可檢測厚度大的結構，整體檢測成本低且能夠實現精準定位和檢測。缺點在于若橋梁內部有水、空氣等，可能會對超聲波在結構內的傳輸造成影響，從而導致反射波數據出現錯誤，使檢測結果出現偏差。

2.2 光纖傳感檢測技術

光纖傳感檢測技術是近年來迅速發展的檢測技術，該技術隨著光纖通信技術的發展而發展，目前已被廣泛應用于航空航天、礦工、新能源等領域[2]。光纖傳感檢測技術可以利用物理量的敏感性檢測公路橋梁工程結構中的鋼索索力、混凝土預應力、應變特性、撓度變化等。與傳統的超聲波檢測方法相比，光纖傳感檢測技術的檢測結果更加精確。同時，光纖傳感檢測技術現階段的傳感器類型繁多復雜，且隨著科學技術的發展而完善，目前已從傳統笨重的傳感器優化為輕便靈巧、不受外界環境干擾的傳感器。另外，對公路橋梁工程而言，光纖傳感檢測技術具有高靈敏性、柔韌性強、動態響應范圍大、可移植性等特征優勢，但是該技術的使用成本高，適合有充分預算的質檢工程[3]。

2.3 頻譜分析檢測技術

頻譜分析檢測技術也是當下較為常見的一種檢測技術，它通過測量橋梁結構不同介質表面波的傳播頻率來分析橋梁結構狀態。在實際應用中，檢測儀通過增加垂直沖擊力，形成一個以振源為中心的多頻率瑞雷波面，并在不同位置施加沖擊力，得到不同的波面信號，并透過信號分析介質的力學參數，從而實現對介質厚度、受力均勻性的檢測分析[4]。

2.4 紅外熱像法檢測技術

紅外熱像法檢測技術是一種新興的無損檢測技術。該技術通過測量物體輻射出的紅外輻射能量獲取物體表面溫度分布特征。在橋梁檢測中，紅外熱像法可以用于混凝土結構、鋼結構及橋墩等部位的熱損傷、裂縫識別、腐蝕情況及水泥混凝土橋梁多孔體的裂縫檢測等。紅外熱像法檢測技術的優點非常突出。首先，該技術具有快速、準確、無損的特點。與傳統檢測技術相比，紅外熱像法可以得到高分辨率的溫度圖像，以及溫度變化趨勢圖，對于及早發現橋梁損傷及時進行修復非常有幫助。其次，該技術可以用于橋梁施工和設計過程中的熱橋分析，便于優化橋梁結構，提高橋梁的使用壽命。

在具體應用中，紅外熱像法檢測技術主要分為3 步。首先是預處理，包括設備檢查、設備調整、環境檢查和拍攝參數設置等。其次是數據獲取階段，需要使用紅外熱像儀對檢測對象進行拍攝，生成物體表面溫度分布特征的圖像和數據。最后是數據分析與處理階段，通過對上述圖像和數據的處理和分析，可以得到有關橋梁狀況的詳細信息，如溫度異常、熱損傷、裂縫等情況。需要注意的是，紅外熱像法檢測技術也存在一些局限性，該技術對紅外輻射的響應是有限的，僅能檢測到表層問題以及局部問題，不能發現深層問題，并且其檢測數據的精度會受到環境條件、拍攝角度等多種因素的影響。

2.5 攝像監測技術

攝像監測技術是通過在橋梁結構上安裝高清攝像頭，實時獲取橋梁的變形、振動等信息，通過圖像處理技術和算法分析橋梁的運行狀況、變形大小、變形速率等數據，可以及時發現橋梁的安全隱患，為橋梁安全運行提供有效的數據支持。該技術的原理是基于計算機視覺和數字圖像處理技術，將實時采集的圖像數據進行數字信號處理和圖像分析，得出橋梁的狀態信息，如變形量、變形速率等，最終形成圖像或視頻輸出[5]。攝像監測技術在公路橋梁檢測和質量控制中的應用主要有以下方面。

2.5.1 橋梁的實時監測與預警

通過攝像監測技術對橋梁進行實時監測，對橋梁的變形、振動等情況進行及時預警，可以及時發現橋梁的安全隱患，避免橋梁損壞和事故的發生。實時監測的同時可以記錄并分析橋梁的運行狀況，為橋梁的設計和施工提供重要的參考數據。

2.5.2 橋梁質量控制

攝像監測技術可以在橋梁的設計、施工和維護過程中進行質量控制。在橋梁設計過程中，通過攝像監測技術和圖像處理技術進行模擬設計數據分析，分析橋梁的變形量和變形速率等數據，找出可能存在的安全隱患，指導設計人員進行優化設計。在橋梁施工過程中，可以通過攝像監測技術進行實時監測，對施工質量進行控制，確保橋梁的質量和穩定性。例如，我國首座采用攝像監測技術的大跨徑斜拉橋——杭州灣大橋。該橋采用了300 多個攝像頭，實時監測橋梁的變形、振動等情況，成功預警了多起事故隱患，確保了橋梁的安全運營。另外，北京市也應用了攝像監測技術對國家級重點橋梁進行測量和監測，如北京西站飛虹橋、五棵松立交橋等。

3 公路橋梁檢測質量控制的基本原則

3.1 安全性原則

公路橋梁的安全性是檢測工作的首要原則，也是整個檢測工作的基礎。安全性原則要求檢測工作必須遵循安全第一的理念，確保檢測人員的安全以及檢測過程中對交通的影響最小化。進行檢測工作前，必須進行全面的安全評估，評估各項風險因素，制訂詳細的安全措施及應急預案，確保檢測過程中的人員、設備和材料的安全。

3.2 準確性原則

公路橋梁檢測質量控制的另一個重要原則就是準確性原則。準確性原則要求檢測工作必須具有高度的準確性和可信度。對于公路橋梁的結構、材料、荷載、環境等因素，必須采用科學的方法和精確的測試手段進行檢測和分析。同時，檢測人員應具備較高的技術水平和豐富的專業知識，確保檢測結果具有高度的準確性。

3.3 可操作性原則

公路橋梁檢測質量控制的另一個重要原則是可操作性原則。可操作性原則要求檢測工作必須具有較高的實用性，操作簡便、方便，并且可以得出一定的實用價值。檢測工作需要根據實際情況進行深入研究和探討，制訂切實可行的檢測方案和方法，為公路橋梁的維修、改造、加固等提供可靠的依據。

4 做好常態化質量檢測的建議

對公路橋梁進行常態化質量檢測即可實時掌控橋梁運行情況，從而確保橋梁安全運營。由于常態化質量檢測重點在于“常態化”，所以，以保證質量檢測為基礎，同時能夠簡化檢測流程，建議從以下兩方面入手。

4.1 確定公路橋梁工程質量檢測計劃

在公路橋梁質量檢測過程中，檢測人員應根據橋梁使用年限、交通狀況、水文地質條件等因素，綜合考慮各種可能出現的病害并確定最佳的檢測周期。現階段，常規的公路橋梁檢測頻次為1 次/3a，但是對于長期受到暴雨洪水侵害的橋梁，應當縮短檢測周期，將檢測周期調整為1 次/a[6]。除了對新建橋梁進行全面檢測外，在投放使用后的1 年內，還應當對其進行檢查和評估。

4.2 強化常態化質量檢測控制

常態化質量檢測之前，檢測人員應當對公路橋梁使用情況做好校核工作，首先與當地質監局、建設單位取得聯系，了解工程建造實況，必要時取得施工圖紙等相關資料。隨后在正式檢測時，檢測人員需要擬定檢測工作大綱，確定檢測項目、負責人、檢測人員，并開展“責任到人”制度，確保檢測過程出現問題能夠及時追溯責任源頭。最后，檢測儀器進場前應當對檢測設備進行調試，以上述黃石大橋質量檢測為例，需要對光電梁撓度儀、傳感器、遙測系統進行檢查，必要時可開展試檢，確保檢查過程無誤。

5 結語

隨著我國加大公路橋梁工程的建設力度，我國公路橋梁建設數量激增，如何確保此類工程運行質量已成為當下建筑工程領域研究的重點。隨著科學技術的發展與更新，眾多質量檢測技術被用于公路橋梁質量檢測領域，如超聲波檢測技術、光線傳感檢測技術、頻譜分析檢測技術等，而如何合理運用此類技術已是當下公路橋梁工程檢測人員研究的重點。本文從此類技術的概念及工作原理出發，對橋梁質量檢測技術進行應用分析，從常態化質量檢測的角度提出公路橋梁質量控制措施。此次研究望通過技術應用、數據分析、策略提出為廣大公路橋梁工程質量檢測人員提供工作思路，保障公路橋梁工程質量。