公路橋梁檢測技術及應用分析

王一飛

(山西路橋集團試驗檢測中心有限公司，山西 太原 030006)

1 工程概況

某大橋總長度為402 m，橋跨布置為18 m+20 m×22 m+18 m，上部為預制T形梁，下部為1.2 m×1.4 m雙柱墩，底下為兩個φ1.2 m鉆孔灌注鋼筋混凝土樁。橋面凈寬為10 m+2×0.25 m，設計荷載為汽車I～20，校核荷載為拖車I～100，地震烈度以7度為標準進行設防。

2 公路橋梁檢測內容

檢測路橋內容有：量化評估結構性能，檢測橋梁缺陷嚴重度和部位，檢測橋梁受損原因，評估某些問題對橋梁性能和結構產生的影響，及時修復和養護。檢測是維修和養護橋梁的判斷標準，同時也是明確維護方案的依據，由此可看出在養護和維修橋梁中檢測的作用。

我國一些橋梁有著多種病害，但目前我國橋梁檢測存在檢測任務多、檢測儀器設備不健全、檢測費用高等不足，需要橋梁檢測單位引進先進的技術，通過自動化、科學化和智能化的方式評估橋梁數據。一些發達國家的路橋檢測技術已經相當成熟，比如美國的NDF技術，主要應用先進的探地雷達和熱成像技術。在測試橋梁質量性能時，一般會使用無線傳輸的全橋檢測法，利用非常精確的差分GPS測量橋梁變形，并利用鋼傳感器檢測橋梁超載：還可以檢測橋梁的疲勞裂縫。與上述國外常用的橋梁檢測技術比較，目前我國橋梁檢測存在著不足，需要引進先進技術，才可適應橋梁檢測工作需求[1]。

公路橋梁檢測內容。

1)公路橋梁受力狀況。公路橋梁使用出現問題通常是由于受力不均衡，從而出現安全隱患，公路橋梁在運營中會遇到多種問題，卡車超載會危害到公路橋梁的使用，超載時公路橋梁的部分位置未達到設計荷載應力，此位置結構橋梁遇到強風，橋梁的連接部位會受到影響。在檢測公路橋梁的受力情況時，需要先檢測公路橋梁的受力點，檢測是否受力均勻。

2)全面檢測。當橋梁試運營后，已經有了承受載重變化的能力，對于公路橋梁的工程質量也產生了影響。然后全面檢測公路橋梁，主要是檢測路面是否出現凹凸狀況以及公路的路基與四周防護措施是否受損，公路防護是否受到影響。橋梁和公路的施工環境存在著差異，橋梁更復雜。在全面檢測橋梁時，需要根據有關規定進行檢測，在檢測中根據由上至下的順序檢測，從橋梁上方檢測至橋梁下方。然后從小的橋梁受力關鍵點至整體檢測結構，由檢測結果方可反映出橋梁的運營狀況。

3)檢測公路橋梁內部隱患。公路橋梁使用常見的安全事故，便是工程施工中存在的內部隱患，此種隱患通常埋藏在公路橋梁內部，不易被察覺。當外界出現變化，會對公路質量提出考驗。比如在某新聞報導中指出，一條公路經歷暴雨后出現塌陷，主要原因是由于暴雨沖刷路基下方，土層流失致使公路塌陷。

4)檢測混凝土質量。在公路橋梁施工建設中，混凝土是常用的材料，在后期運營時混凝土的質量有著重要的作用，直接影響到橋梁的質量和公路的質量。混凝土質量主要受水分、溫度、震動操作等影響，在公路橋梁試運營時，混凝土若是有問題出現，則應及時處理，確保混凝土質量安全，從而確保公路橋梁可以安全使用[2]。

3 優化公路橋梁檢測技術的應用

3.1 光纖傳感器

電子技術發展快，光纖傳感器被應用在多個領域中。在橋梁檢測中運用光纖傳感器，光纖傳感器原理圖如圖1所示，原理是光纖受橋梁振動和形變的影響而產生壓縮或拉伸，受力點會有明顯變化。光纖可以成為光纖傳播介質，在光纖傳播中會產生光纖特征數據，比如光波波長、振幅等。光纖信息一般易受外界影響產生變化，外界影響因素有電場、溫度、磁場等。技術人員使用光纖中光線信息檢測物理量。光纖參數是光損，此參數可以顯現光纖軸向變化，同時有著較高的精準度。測試光信號的反射時間，準確定位橋梁變形位置，誤差小。

圖1 光纖傳感技術原理圖

3.2 無線電檢測

無線電檢測主要是檢測路橋損傷狀況和疲勞狀況，其原理是因橋梁受到周期性荷載，在結構中產生裂縫，而裂縫長此以往會不斷地擴大和增加裂縫，在擴大時會產生能量，從而出現應力波。檢測無線電的手段可以定位應力波，此技術被廣泛地應用。無線電技術較為成熟，使用無線電檢測能夠檢測到橋上內部裂紋的位置，從而推測病害的發展趨勢。客觀地判斷橋梁狀況和使用壽命，和無線電檢測方法相似的技術有聲發射檢測，此種技術原理是產生的聲波順著被檢測的內部傳播，如果是測到縱波速度，則縱波的傳感單元時差數據可以評估出被測物的缺陷位置點。

3.3 雷達試驗

雷達監測技術是高頻電磁波接收和發射的技術，原理是通過高頻電磁脈沖波，使用發射天線轉為脈沖形式傳入地下，按照雷達檢測技術在檢測實驗時，使用最終結果來評估公路橋梁的狀況，從而保證工程質量。分析實際功率檢測注意的內容，檢測介質常數會影響到檢測結果的準確度，若是檢測介質中的含水量出現差異，則介質常數也會不同，同一公路橋梁在雨天和晴天檢測的數據也會不同，誤差高達20%，因此，在檢測時需要選擇溫度適宜，無風雨的環境。檢測是通過雷達電磁波反饋出來的，因此，要按照路面厚度選定雷達發射天線[3]。

3.4 超聲波檢測

超聲波檢測指的是勻速傳播超聲波，同時在金屬表面對反射特性進行管道探傷檢測。檢測器數據處理單元通過計算探頭接收的反射波時間差和超聲波傳播速度相乘，獲得管道實際壁厚數據值。超聲波檢測技術通常應用在公路橋梁檢測中，可以檢測出公路橋梁內部的結構。此項技術若是應用在金屬和塑料的空洞中，則可計量出空洞深度、強度和厚度，這些數據能為工作人員提供灌漿技術和修補技術指導。超聲波檢測能夠判斷混凝土強度，推斷混凝土質量。超聲波檢測技術能找到斷裂點位置，判斷公路內部結構變化。

3.5 感應技術

在公路與橋梁施工建設中安裝感應芯片，感應芯片和工程施工質量無關聯，當工程完工后，可使用計算機觀察感應芯片，判斷工程運營質量。通過感應芯片可觀察到鋼結構導電性、混凝土質量等變化，從而有效預防事故發生。感應技術費用低，檢測效果好，被廣泛使用在公路橋梁施工建設中。

3.6 新型檢測技術

科學技術發展快，鋼材疲勞會讓橋梁工程質量受損，目前所研發出的光學傳感器應用在鋼制橋梁中，可在后期檢測到橋梁質量變化，從而實時監控鋼材疲勞性。若是鋼材料疲勞性不符合設計標準，則電腦會自動報警，人們需要按照提醒做好修復和防護工作。

掌握公路橋梁檢測技術的應用，不斷總結研發技術和經驗，學習國外先進經驗，推動公路橋梁檢測技術朝著更好的方向邁進[4]。

4 結束語

綜上所述，我國經濟快速發展，出現了多種不可控因素影響著公路橋梁施工，甚至阻礙著人們出行。控制公路檢測質量是公路橋梁施工重要的內容，同時也是我國工作的重心，應和先進的檢測技術結合推廣使用，方可在公路建設中發揮檢測的作用，提高交通運行的穩定性。

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