橋梁檢測(cè)技術(shù)及工程運(yùn)用研究

■劉淑娟 ■楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 咸陽(yáng) 712100

1 橋梁檢測(cè)的意義

我國(guó)境內(nèi)橋梁數(shù)量眾多，其質(zhì)量直接影響著陸路交通的承載能力和使用效果。如果不采取有效的橋梁質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)，就會(huì)引發(fā)安全隱患，影響橋梁的使用狀態(tài)。

2 現(xiàn)代橋梁檢測(cè)工作的內(nèi)容

2.1 外觀檢測(cè)

橋梁外觀檢測(cè)主要是對(duì)結(jié)構(gòu)區(qū)域的裂縫、撓度，外觀整體尺寸、局部位移等情況進(jìn)行檢測(cè)。

2.2 荷載檢測(cè)

荷載檢測(cè)主要是對(duì)橋梁所能夠承受的荷載進(jìn)行測(cè)量，其主要包括靜載檢測(cè)和動(dòng)載檢測(cè)。靜載檢測(cè)主要是測(cè)量橋梁在靜載負(fù)荷過(guò)程中所發(fā)生的形變、位移等情況，以此判斷橋體本身的質(zhì)量、剛度和抗裂特性等。動(dòng)載檢測(cè)是為對(duì)橋梁施加激振力而使橋梁發(fā)生振動(dòng)，測(cè)的相應(yīng)的振動(dòng)信號(hào)，得出相應(yīng)的橋梁結(jié)構(gòu)頻率，從而確定其工作狀態(tài)。

3 現(xiàn)代橋梁檢測(cè)技術(shù)及在工程中的應(yīng)用

3.1 GPRS技術(shù)在遠(yuǎn)程測(cè)量當(dāng)中的應(yīng)用

遠(yuǎn)程測(cè)量是現(xiàn)代橋梁檢測(cè)工作當(dāng)中的重要技術(shù)，其可以通過(guò)專(zhuān)網(wǎng)專(zhuān)項(xiàng)，將現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備與遠(yuǎn)程控制中心網(wǎng)絡(luò)相連接，并利用先進(jìn)的檢測(cè)儀器對(duì)傳回的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。這種技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)在于能夠全天候?qū)蛄哼M(jìn)行檢測(cè)，數(shù)據(jù)處理速度較快，并且能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)共享。但在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，需要根據(jù)橋梁工程和檢測(cè)工作的需求搭設(shè)專(zhuān)網(wǎng)，這些專(zhuān)網(wǎng)的針對(duì)性較強(qiáng)，不能被用于其它用途，因此不僅增加了技術(shù)成本的投入，還增加了資金成本的投入，需要進(jìn)一步改進(jìn)。

3.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

在傳統(tǒng)技術(shù)檢測(cè)下，無(wú)法對(duì)橋梁整體細(xì)節(jié)受力情況進(jìn)行充分的了解，在檢測(cè)的過(guò)程中需要消耗大量的人力物力，并且檢測(cè)數(shù)據(jù)還會(huì)受到各類(lèi)因素的影響。而現(xiàn)代神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)則可以建立起一個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)受力變化模型，通過(guò)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法構(gòu)造BP模型，在橋梁結(jié)構(gòu)受外力影響時(shí)建立映射關(guān)系，在實(shí)際檢測(cè)時(shí)只需要對(duì)橋索的受力情況進(jìn)行實(shí)地檢測(cè)，就能夠利用BP模型的映射獲得橋索的受力值。

3.3 數(shù)字圖像處理技術(shù)的應(yīng)用

現(xiàn)代數(shù)字圖像處理技術(shù)已經(jīng)成為了工程測(cè)繪當(dāng)中應(yīng)用的重要技術(shù)，其能夠?qū)蛄菏芰z測(cè)過(guò)程中所產(chǎn)生的受力變化數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，使其形成圖像數(shù)據(jù)，通過(guò)圖像數(shù)據(jù)直接反應(yīng)各種變化情況。而在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)下，圖片數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中受到的影響較小，不會(huì)受到外界因素過(guò)多的影響，傳導(dǎo)速度快，效率高，誤差率較低。

3.4 光纖應(yīng)變傳感器技術(shù)

在現(xiàn)代橋梁無(wú)損檢測(cè)技術(shù)當(dāng)中，應(yīng)用比較廣泛的是應(yīng)變片電測(cè)技術(shù)，但是以往所使用的電阻應(yīng)變片在檢測(cè)時(shí)很容易受到橋梁周?chē)h(huán)境當(dāng)中的濕度和溫度的影響，導(dǎo)致導(dǎo)線(xiàn)的電阻率改變。光纖傳感器是21世紀(jì)初期的重要發(fā)明，其主要優(yōu)勢(shì)在于不用考慮其導(dǎo)電性能，對(duì)外界環(huán)境當(dāng)中的溫度、濕度以及電磁波等的干擾具有極強(qiáng)的抵抗作用。另外這種設(shè)備體積較小，能夠?qū)ν黄矫鎯?nèi)的多個(gè)測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行全方位測(cè)控，還可以將其作為大型檢測(cè)設(shè)備當(dāng)中的輔助元件。光纖應(yīng)變傳感器利用光纖傳輸技術(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)的采集和傳輸速度更快，加之現(xiàn)代光纖網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，使得這一技術(shù)的應(yīng)用范圍更廣，兼容軟件更加豐富。其多點(diǎn)檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)能夠保證整體檢測(cè)時(shí)不會(huì)出現(xiàn)盲點(diǎn)，對(duì)橋梁各部分的應(yīng)力變化基于全面的捕捉和分析。

4 在實(shí)際工程當(dāng)中的應(yīng)用

以上海市郊某加寬橋梁為例，其主要是在原有橋梁基礎(chǔ)上向右側(cè)進(jìn)行加寬，為拱橋結(jié)構(gòu)，跨徑為1fcu，e=fccu，min5.00m ，橋面采用瀝青混凝土鋪設(shè)，兩側(cè)設(shè)有鋼筋混凝土防撞墻，下部結(jié)構(gòu)主要為U形橋臺(tái)，并隨橋面擴(kuò)大而擴(kuò)大。采用GPRS、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字圖像處理以及光纖應(yīng)變傳感器綜合檢測(cè)技術(shù)，分別對(duì)拱圈、拱頂、側(cè)墻等進(jìn)行檢測(cè)。

具體檢測(cè)流程圖如圖1所示:

圖1 橋梁監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置示意圖

其中橋梁的左側(cè)拱圈存在滲水情況，面積較大;左側(cè)拱頂部分具有砂漿脫落情況，但范圍較小;右側(cè)防撞墻上具有滲水情況，面積較小;橋臺(tái)及河床部分結(jié)構(gòu)未見(jiàn)明顯損傷，質(zhì)量較好。具體如表1所示:

表1 橋梁結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)表

5 結(jié)語(yǔ)

無(wú)損傷檢測(cè)對(duì)橋體本身不會(huì)造成任何損傷，是橋梁檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向。目前，國(guó)內(nèi)橋梁主要面臨橋梁結(jié)構(gòu)老化、損傷的檢測(cè)，可以利用小波分析或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)完善，對(duì)橋梁可能結(jié)構(gòu)損傷部位進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，將橋梁的維護(hù)費(fèi)用降到最低，避免了使用過(guò)程中成本的不斷疊加。

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