公路橋梁檢測技術與應用

黎曉東

（新疆交通規劃勘察設計研究院，新疆 烏魯木齊 830000）

0 引言

我國的公路橋梁技術現在已得到很大的發展，可以和世界公路橋梁技術相競爭，但是就目前的經濟發展速度而言，仍然無法滿足日益嚴峻的交通需要。所以，在今后的交通運輸系統發展中，應該重點關注公路橋梁檢測技術的研究，進一步推進橋梁建設中的技術創新，加強日常的維護工作。

1 公路橋梁檢測的科學意義

路橋建設過程中，工程材料的自然缺陷、工程結構設計、建造和施工的失誤難以避免，路橋建成之后，如何對路橋的實際品質進行鑒定是業主最關心的問題。由于對路橋的質量目前尚缺乏嚴格系統的量化檢驗方法，致使一些劣質工程得不到及時發現和處理。輕則增加了日后的路橋維修保養成本，使國家和地方財政負擔加重；重則會發生橋毀人亡的慘劇。所以加強公路橋梁檢測對于保證人民生命財產安全和改善交通質量以及促進經濟發展都有著很重要的作用和影響。

2 公路橋梁檢測的原因

公路橋梁的檢測涉及到的問題，具體原因包括以下幾個方面：

a）公路橋梁缺乏充分的設計和施工資料作為質量檢測依據；

b）公路橋梁的施工質量會出現不符合規范要求，同時與公路橋梁的設計要求也有差距；

c）公路橋梁在竣工試用一段時間以后發現了較為嚴重的病害和質量隱患，對其承載力有重要影響；

d）公路橋梁的質量滿足要求，但是要求進一步提高它們的承載力；

e）為了獲得更豐富的相關資料，公路橋梁需要進行設計標準的檢測。此外，一些短期的檢測工作已經不滿足現在大型公路橋梁的質量要求，需要對它們進行更長時期的檢測和健康監護。

3 公路橋梁檢測技術及應用

3.1 公路橋梁結構整體性能、功能鑒定

按照受力狀態可分為靜載試驗和動載試驗；按照試驗持續的時間長短分為瞬時試驗及長期試驗。在靜載作用下，一般要測定作用力的大小（包括靜荷載、支座反力、推力等的大小）、構件的內力（包括彎矩、軸向力、剪力、扭矩等）、斷面上各種應力的分布狀態及其大小、各種變形（包括撓度、相對位移、轉角等）以及局部損壞現象（如裂紋），按主要承重結構的形式分有實腹梁橋和桁架梁橋兩大類。實腹梁橋的橫截面積主要由彎矩決定，而彎矩大致與跨度的平方成正比（均布荷載條件下），當跨度大時，梁的腹板上的平均法向應力頗小，不能使材料充分利用，所以跨度不宜做得太大；桁架梁橋的桿件承受軸向力，材料能充分利用，自重較輕，跨越能力大，多用于建造大跨度橋。但實腹梁橋構造簡單，制造與架設均比較方便。

3.2 公路橋梁健康檢測

橋梁檢測往往僅是為了確定橋梁的損傷狀況，最多是在一定程度上對橋梁的繼續工作能力提出評價。這對已用的橋梁設計理論提供長期的、及時的由足尺寸真實構件在真實環境下結構響應為基礎的設計驗證，繼而為研究發展橋梁理論提供低成本高效率的“試驗”支持。以橋梁健康檢測作為設計的驗證具有前所未有的優越性，道路交通量以大大高于預測流量的速度猛增也加劇了橋梁結構的自然老化。目前在國內的橋梁健康狀況檢測領域比較成熟的檢測技術主要有以下幾種：紅外熱像儀檢測技術、光纖傳感器檢測技術電磁波探測技術、聲探測技術等。橋梁健康狀況檢測技術已得到了一定的發展，對結構在工作環境、運營條件特性的認識也將不斷地得到深化。

3.3 公路橋梁機械檢測技術

機械測試儀器一般有杠桿、齒輪、軸、彈簧、指針和度盤等部件構成，其傳感機構的功能是直接感受被測量的構件變化，并把這種變化傳到轉換機構在接觸式機械量測儀器中。轉換機構的功能是把傳感機構傳來的被量測構件的變化轉化為長度的變化，并且把它放大或縮小，或者改變方向，如百分表中的大小齒輪指示機構的功能，是將經過轉換機構轉化為長度并加以放大、縮小或改變方向之后的變化用一定形式表現出來。

3.4 公路橋梁射線檢測技術

首先，對橋梁的檢測就是當橋梁中有縫隙或損傷的時候，發出的紅外線與周圍的不一致，所以可以依靠紅外線成像的原理來檢測橋梁的損傷。簡單的說紅外熱像檢測技術就是依據物體的紅外輻射、表面溫度、材料特性三者間的內在關系，借助紅外熱像儀把來自目標的紅外輻射轉變為可見的熱圖像，紅外熱像儀檢測技術，從而得以顯現。其次，電磁波探器是利用超高頻短脈沖（106～109Hz）電磁波探測地下介質分布的一種地球物理勘探方法。檢測在橋梁無損中的典型應用，如混凝土中的鋼筋和孔道的定位以及缺陷和疲勞探測等，電渦流的大小與分布受構件材料介質和表層缺陷的影響，根據所測電渦流的變化量，就可以判定材料表層的缺陷情況。對檢測裝置或設計的檢測儀器的射線源一定要進行有效的防護，將射線對人體的影響控制在最低的程度。這是核子儀在設計時所必須考慮的關鍵問題。

綜上所述，應加強公路橋梁檢測技術的研究，推進技術的創新與應用，以確保橋梁建設質量與橋梁安全運營，保障國家的財產安全，個人的生命安全。

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