橋梁檢測技術及其發展趨勢簡述

楊 怡

（重慶交通建設（集團）有限責任公司，401120）

橋梁檢測技術及其發展趨勢簡述

楊 怡

（重慶交通建設（集團）有限責任公司，401120）

本文主要介紹了國內外橋梁檢測技術的發展，橋梁檢測的基本內容。對橋梁檢測常用的檢測方法靜載試驗和動載試驗進行了詳細的介紹。同時介紹了國內外橋梁檢測發展技術及發展研究趨勢，從而推動橋梁檢測技術的研究和發展。

橋梁檢測;研究趨勢;發展技術

0 引言

橋梁在長期的使用過程中不可避免的會發生各種結構損傷，如橋梁裂縫，橋面開裂。造成橋梁損傷的原因可能有人為因素,也可能有自然災害。當前交通發展迅速，交通運輸量不斷加大，載重汽車的載重量也不斷增加，這些都是導致橋梁結構損傷繼而加劇了橋梁的老化及病害。這些外界因素均導致了橋梁承載能力和橋梁的抗耐久能力的降低，甚至對橋梁的運營安全造成了很大的影響，因此對橋梁遇到的病害等問題都需要進行相應的維修，加固或者改造來解決，而這些工作都必須通過先對橋梁結構進行詳細和系統的檢測基礎上，再進行維修，加固等工作。

1 橋梁表觀檢查分析與評價

表觀檢查就是對橋梁整體與局部構造等進行詳細的觀測，包括橋梁幾何尺寸的量測、結構內部病害的檢查與結構裂縫寬度等,表觀檢查的項目對不同類型的橋梁有著不同的側重點。通過表觀檢查的目的就是要達到可以通過直接定量反映出當前橋梁的結構狀況,依據現有的橋梁相關規范對橋梁的技術等級進行評定。結構資料的調查就是從橋梁的設計、施工以及維修養護等進行詳細的調查并進行了解。對于鋼筋混凝土橋而言，主要是對橋梁中所包含的鋼筋與混凝土進行相關的檢測，這主要包括混凝土的強度，混凝土碳化深度、鋼筋的拉壓強度以及鋼筋的銹蝕情況、混凝土保護層厚度等的檢測。今年來隨著無損檢測技術的迅速推廣，大量的無損檢測技術已經在橋梁和相關土木行業中應用，這主要包括表觀檢測和材料檢測技術，以及相光測試儀器設備的迅速發展。目前國內外對于橋梁無損檢測中所采用的儀器設備和相關技術已經進行了大量的研究，相繼成功研制出或正在研制的融合電、磁、雷達、超聲波、數字信號處理等高技術高精度的成套儀器和設備。這些儀器測試較快且具有較為良好的效果。

2 橋梁承載力的荷載檢測法

2.1 靜載試驗檢測方法

靜載試驗檢測法主要通過對橋梁進行靜載試驗,通過注水或者沙袋的方法對橋梁進行加載，最后得到試驗的相關參數量,主要包括橋梁的擾度、變形、應變、裂縫寬度等。通過靜載試驗加載的方式可得出這些參數,從而通過得出的參數分析得出橋梁結構的強度、剛度、穩定性及結構的抗裂性能,據此判斷出橋梁的承載能力，最終得到橋梁的安全性。混凝土橋梁的靜載試驗,一般需進行以下測試內容：

(1)結構的豎向下沉撓度、側向下沉撓度。每個跨度內至少有4個測點,并測量得出結構最大的撓度及變形值,同時觀測支座下沉值。

(2)記錄測試截面的應力分布,并取得該截面的應變最大值。沿截面高度不少于3 個測點,包括截面上、下邊緣的突變處。有些結構還需測試支座附近或橫隔板附近的應力變化,此時應在這些地方布設應力計。

(3)支座的伸縮情況、轉角的大小以及橋梁支座的沉降;橋墩墩頂的位移及所發生的轉角。

就某一加載試驗項目而言，根據試驗荷載產生的該加載試驗項目對應的加載控制截面內力或變位的最不利效應值，按下式所確定的原則等效換算而得：

式中：ηq — 靜力試驗荷載效率；

Sstate — 試驗荷載作用下控制截面內力計算值；

S — 控制荷載作用下控制截面最不利內力計算值（不計沖擊）；

(1+μ) — 按規范取用的沖擊系數。

2.2 動載試驗檢測方法

動力荷載試驗的主要目的是研究橋梁在動力荷載作用下結構的動力性能,該性能是判斷橋梁運營狀況和承載能力的重要標志之一。比如,動力系數是橋梁在車輛荷載作用下所發生的動力作用的重要參數,動力參數的選擇直接影響到橋梁設計的安全，動力參數也不宜過大，這往往會給橋梁帶來巨大的經濟成本;橋梁運營過程中振動過大會影響乘客和行人的舒適性;

3 橋梁檢測技術的發展趨勢

3.1 橋梁無損傷檢測技術

橋梁傳統的檢測方法是通過人工操作為主的靜載試驗和動載試驗。進入20世紀90年代,隨著科技的進步，現代通信技術與傳感的不斷發展,無損檢測技術更是大量的運用在橋梁的檢測中,先后出現了大量新的檢測方法,使無損檢測技術向著智能化、快速化、系統化的方向發展。

3.2 橋梁結構損傷識別技術

(1)小波分析損傷識別法。由于小波分析適合分析非平穩信號,因此可作為損傷識別中信號處理的較理想的工具,用它來構造損傷識別中所需要的特征因子,或直接提取對損傷有用的信息。小波分析在損傷識別中的應用是多方面的,如∶奇異信號檢測、信噪分離、頻帶分析等。

(2)神經網絡損傷識別法。神經網絡運用在損傷識別中的基本構建思路是∶通過得到的用無損傷系統的振動測量數據來構造網絡,通過對網絡的不斷學習得到網絡的參數樣本，再通過神經網絡的方法進行動態的檢測。

4 國外橋梁檢測技術發展動向

4.1 已啟動的研究程序

(1)先進的橋面板檢測系統,包括雙帶遠紅外熱成像系統、地面滲透雷達等。

(2)先進的橋梁測試和健康監測系統,包括全橋監測系統的無線電發送、精確的差分式全球定位系統測量橋梁變形、應用鋼傳感器對橋梁超載進行測量和監測等。

4.2 探索性的研究項目

(1)聲發射技術的基礎性研究,發展一種改進的寬帶E探測器,它有能力產生(信號) 并探測不同受力模式下的疲勞裂紋。(2)磁力控制傳感器的研究。(3)用微波技術對疲勞裂紋進行探測和定量分析。

5 結 語

通過對橋梁進行檢測方法可以得知,先進的橋梁檢測技術是當今社會所發展的趨勢和必然，通過新的無損檢測技術可以時時得到橋梁的健康狀況，并作出相應的維修、加固或者改造方案，保證了橋梁的安全確安全使用。傳統檢測方法在快捷及精度方面的劣勢，使得人工智能方式的檢測方式得到了飛速的發展。同時,學科交叉現象日益普遍,一些高新技術的最新研究成果應用于橋梁無損檢測技術的研究,必將推動橋梁檢測技術的飛速發展。

[1]謝開仲,曾倬信,王曉燕 橋梁工程檢測技術研究[J]廣西大學學報(自然版),2003,(6).

[2]高懷志,王君杰 橋梁檢測和狀態評估研究與應用[J]世界地震工程,2000,(6).

[3]劉沐宇,袁衛國 橋梁無損檢測技術的研究現狀與發展[J]中外公路,2002,22(6).

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1007-6344（2015）06-0329-01