城市橋梁定期檢測技術研究

馮 源

（沈陽市市政工程設計研究院有限公司，遼寧 沈陽 110015）

在城市橋梁工程中，定期檢測技術的應用能夠使相關管理部門與人員及時掌握橋梁工程存在的威脅，及時處理相應的問題，保障橋梁工程的穩定性與安全性。定期檢測技術為橋梁維護與管理提供了重要的技術支持，有利于延長橋梁的使用壽命。

1 城市橋梁定期檢測的重要性

在城市的交通網絡中，橋梁是其中的關鍵要素，作為城市重要的交通樞紐，城市橋梁承擔了較大的通行量，為城市居民的出行提供了便捷，提高了人們出行的可選擇性，帶動了城市經濟的穩步發展。城市橋梁投入使用后，在長時間的使用過程中往往會因為通行量的增大而出現嚴重的病害、結構損壞等問題，此時應用定期檢測技術能夠及時幫助有關部門發現橋梁使用中的各種病害，降低橋梁坍塌等各種事故的發生概率，保障人們的生命財產安全，發揮橋梁工程的經濟與社會效益。因此，定期檢測是橋梁維護與養護的基礎，只有做好定期檢測工作，才能為養護與維護、管理策略的制訂提供基礎支持。

2 城市橋梁定期檢測內容

2.1 常規定期檢測

常規定期檢測包含的檢測范圍較廣，主要包括如下內容：（1）橋面系。此部分檢測主要是對橋梁鋪裝、橋頭搭板、伸縮裝置、排水系統、護欄等進行檢查。（2）上部結構。主要指橋梁的上部結構，比如主梁、橫梁、主拱圈、橫向聯系、掛梁、連接件等。（3）下部結構。下部結構對橋梁上部結構起著重要的支撐作用，同樣是常規檢測的重點，主要包括支座、蓋梁、墩身、臺帽等。

2.2 結構定期檢測

實施結構定期檢測主要是為了獲得橋梁的結構性問題，通過結構檢測，相關人員能夠根據橋梁的具體情況，獲得結構件受損的具體情況。結構定期檢測主要包含以下三方面的內容：（1）混凝土強度檢測。由于橋梁結構中使用了混凝土結構，混凝土強度會影響整個結構的穩定性。在檢測過程中，主要利用回彈法、超聲波法、超聲回彈綜合法、鉆芯法等。（2）混凝土內部缺陷檢測?；炷羶炔咳毕萃怯墒┕み^程中質量控制不到位所引起的。在實際的施工過程中，內部缺陷主要表現為空洞、蜂窩麻面、疏松、裂縫、腐蝕、凍融等，由于檢測內容的多樣性，在檢測過程中可以使用的檢測技術也相對較多，比如超聲脈沖法、脈沖回波法、雷達掃描法、紅外熱譜法等。（3）鋼筋銹蝕檢測。在橋梁工程中，鋼筋是主要的構件，一旦出現銹蝕情況，會造成橋梁的結構性問題。在檢測銹蝕情況方面，一般主要采用半電池電位測量、保護層厚度檢測等方法。

3 城市橋梁定期檢測技術

3.1 光纖傳感檢測技術

光纖傳感檢測技術是橋梁工程定期檢測中最為常用的技術，在具體的應用過程中，可直接利用光纖來對某些物體的特定物理量的敏感性進行檢測，而探測到的物理量能夠直接轉換為可測量的光信號。光纖本身是一種相對特殊的媒介，其能夠在檢測的過程中作為傳播媒介，當光波穿過被檢測物體的結構時，光波的特征參量會發生明顯的變化，主要是由于在外界環境的改變下，這些特征參量具有高度敏感性。近年來，我國光纖傳感檢測技術的發展日益成熟。在城市橋梁檢測中，光纖傳感檢測技術是一種有效的檢測技術，應用此技術能夠實現對橋梁預應力、鋼索索力、混凝土內部應力、應變特性等的檢測。與一般的檢測技術相比，其檢測優勢主要體現在檢測過程中基本不會受到外部環境因素的干擾，具有較強的抗電磁干擾能力、耐腐蝕；對測量介質的影響相對較小，在檢測過程中的分辨率與靈敏度很高，具有較強的實用性。

但是，光纖傳感檢測技術的投資成本相對較高，一定程度上限制了其應用。光纖傳感檢測技術中檢測的物理量主要包括電流、電場、位移、輻射、水位、振動、溫度與壓力等，當光纖在感受到這些物理量的變化后，能夠對橋梁實施有效的檢測與質量判定。另外，拉力作用是造成物理量變動的主要原因，在此作用下，光纖能獲得應變頻率，專業人員可根據頻率分布充分掌握橋梁在投入使用后的受力變化情況。為達到光纖傳感檢測效果，在橋梁建設施工的過程中，需將光纖傳感器安裝于橋梁內部，并連接兩端的報警器，一旦橋梁承受的荷載較大時，報警器會直接進行報警與反饋，實現橋梁質量的評估。

3.2 紅外熱像感應技術與雷達波

技術的進步推動了橋梁定期檢測新技術的出現，紅外線熱像感應技術與雷達波技術同樣是新型的檢測技術。在城市橋梁檢測中，應用紅外線熱像感應技術與雷達波技術檢測時，所獲得的檢測信息更為精確，且檢測更為便捷與高效，操作相對簡單，在檢測過程中也不需要投入大量的人力與物力，也不會影響正常的交通通行。使用紅外攝像機拍照能夠獲得橋梁的溫度層次變化，進而詳細掌握橋梁的厚度信息。超聲檢測技術下的雷達所發射的電磁波能夠進行橋梁中空心結構、裂縫等的檢測。

3.3 神經網絡檢測技術

神經網絡檢測技術是以人工神經網絡為基礎構建的BP模型，在該模型中存在映射的反映。而此映射反映能夠對橋索進行受力情況的檢測，對橋梁受力的分析能夠保障橋梁的安全性。此種檢測技術下所獲得的檢測結果也相對可靠，具有檢測的技術優勢。

3.4 預應力檢測相關技術

在城市橋梁中，對預應力的檢測也是常規檢測的重要內容。在檢測過程中，其檢測可以通過電磁效應與超聲波檢測來實現。電磁效應檢測技術主要是通過磁場的變化來對橋梁的質量進行檢測。應用該技術時，后張力筋的應力損失可以通過漏磁來獲得，使檢測精度更高。當出現明顯的應力變化后，體積膨脹會造成區域內磁路面積、通量的變化，專業人員可以根據通量的變化實現應力變化的檢測?？傮w上來說，通過電磁效應檢測技術檢測橋梁預應力具有檢測效率高、時效性強、檢測精度高的優勢。但是，應用電磁效應檢測技術時，材料與外部環境因素等會對檢測結果造成一定的影響，導致檢測結果的質量難以得到保障。超聲波檢測技術是一種無損檢測技術，主要利用超聲波的傳輸來獲取橋梁的情況。在檢測過程中，超聲波在混凝土中的傳輸速度可以作為評價混凝土抗壓強度的重要指標，還能夠利用超聲波檢測技術進行混凝土裂縫等的檢測。

3.5 智能檢測新技術

近年來，隨著城市橋梁規模的逐步擴大，再加上橋梁在出行、經濟發展方面的重要作用，各種檢測技術逐步得到發展。比如，在一些大型的橋梁工程中，為了給定期檢測提供便捷，人們常常會在橋梁的相關位置安裝監測系統，用這些監測系統來對橋梁實施全天候的監測。在一些橋梁中，“智能橋梁支座”的應用能夠獲得橋梁相應的信息。作用于支座上的荷載與恒載獲取到的分布信息，使橋梁結構運行、構件損壞等情況能夠更為直觀地反映出來。比如，當橋梁結構構件的強度存在沖擊、變化等情況時，支座上的荷載分布情況也會發生變化?？傊?，“智慧橋梁支座”對橋梁損壞的敏感性很高，在橋梁相關位置安裝的光學纖維感應器能夠實現對垂直應變與剪力的精準測量。

3.6 動力試驗檢測

在城市橋梁的定期檢測中，動力試驗檢測技術也是一種較為常用的檢測技術。在實際的檢測過程中，需開展相應的動載試驗，根據試驗所獲得的相關指標來進行橋梁的動力檢測。在橋梁的動力試驗檢測過程中，為保障試驗檢測的有效性、可靠性，專業人員需根據理論分析、試驗檢測等進行橋梁振動情況的分析。動力試驗檢測能夠在橋梁質量控制過程中發揮重要的作用，使橋梁使用情況、承載力等的評估變得更為科學。動載試驗檢測實現了對橋梁結構動力效果、動載響應的科學分析。主體結構自振特性試驗、行車動力響應試驗、索力試驗等都屬于動力試驗檢測，在這些試驗檢測中，通過自振頻率、振型、沖擊系數等可反映橋梁的實際情況。

3.7 靜載試驗檢測

靜載試驗檢測與動力試驗檢測類似，在檢測的過程中也需要開展相應的試驗檢測。首先，檢測人員需保障靜載試驗孔選擇的合理性，其選擇結果將直接影響試驗檢測的精度。靜載試驗孔選擇越科學越合理，則越能夠準確反映橋梁局部構件、整體結構的情況。其次，有關檢測人員需結合城市橋梁的規模、結構特征，確定與選擇加載方案。當試驗孔選定以后，需獲取有顯著特征的測試值，保障加載方案的科學性。在進行靜載試驗檢測的過程中，往往需選定內力控制截面。在實際的試驗檢測過程中，檢測人員需結合檢測的具體情況、加載設備情況來保障效率系數設置的科學性。為保障靜載試驗的科學進行，相關人員在試驗檢測開始之前，需做好前期的規劃與設計，保障各個人員崗位的科學劃分。另外，在加載過程中，荷載需以方案設計為基礎，實施分級加載。

4 結束語

近年來，在城市橋梁的運營中，橋梁安全事故頻發，究其原因主要是缺乏定期檢測，相關部門沒有重視和加強定期檢測，或是檢測技術應用不當，沒有獲得可靠的檢測信息，從而導致橋梁的維護與管理不到位，使病害最終擴展成更為嚴重的質量、安全問題。因此，為保障城市橋梁的安全運營，必須要加強定期檢測，并保障定期檢測技術的科學應用，做好橋梁的養護與管理工作，發揮城市橋梁應有的作用。