橋梁檢測(cè)技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)分析

馮魏,李權(quán)

摘 要：近年來(lái)隨著社會(huì)的發(fā)展，在我國(guó)交通建設(shè)不斷向前發(fā)展的背景下，交通運(yùn)輸?shù)闹黧w物數(shù)量也不斷增大，且增速越來(lái)越快，這對(duì)橋梁的抗壓能力的要求也越來(lái)越高，一些使用時(shí)間較長(zhǎng)的橋梁會(huì)不堪重負(fù)加快老化的速度。

關(guān)鍵詞：橋梁檢測(cè)技術(shù);應(yīng)用價(jià)值;發(fā)展趨勢(shì)

0 引言

隨著我國(guó)橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)量進(jìn)入快速增長(zhǎng)的時(shí)期，我國(guó)新建及已服役的橋梁規(guī)模日益龐大，橋梁的健康不僅關(guān)系到交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，還涉及區(qū)域經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定及發(fā)展。橋梁結(jié)構(gòu)在服役的過(guò)程中，由于受到各種荷載，難免會(huì)造成損傷，從而形成安全隱患。因此，目前不僅對(duì)橋梁檢測(cè)崗位的技術(shù)人員的需求越來(lái)越大，還對(duì)檢測(cè)人員的專業(yè)素質(zhì)以及檢測(cè)技術(shù)的要求越來(lái)越高。為了保證橋梁的運(yùn)營(yíng)安全，有必要對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行定期檢測(cè)，相關(guān)檢測(cè)技術(shù)已成為維護(hù)橋梁結(jié)構(gòu)正常使用的技術(shù)手段。常用的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)能準(zhǔn)確診斷橋梁表面和內(nèi)部的裂縫、孔洞和鋼筋銹蝕，評(píng)價(jià)橋梁損傷的變化和壽命，為橋梁的正常使用提供可靠的依據(jù)。

1 橋梁檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值

隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，各種各樣的工程結(jié)構(gòu)都體現(xiàn)出了良好的應(yīng)用效果，其中橋梁結(jié)構(gòu)體現(xiàn)出數(shù)量多、投資大以及內(nèi)容豐富等多個(gè)方面的特點(diǎn)，橋梁結(jié)構(gòu)的整體檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)受到相關(guān)行業(yè)人員的普遍關(guān)注。對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，隨著使用年限的增加，受到外界環(huán)境以及氣候因素等多個(gè)方面的影響，同時(shí)在通行車輛的影響下，導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)受損，使橋梁構(gòu)件受到意外損傷或者自然傷害，從而對(duì)整體橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性都產(chǎn)生了影響。根據(jù)國(guó)外相關(guān)專業(yè)人員研究，大約有40%的橋梁工程在具體結(jié)構(gòu)功能方面存在一定的問(wèn)題，和實(shí)際的橋梁需求難以充分融合，造成這些橋梁結(jié)構(gòu)缺陷問(wèn)題的原因比較復(fù)雜，對(duì)這些橋梁結(jié)構(gòu)問(wèn)題以及缺陷的修復(fù)需要大量資金及人力資源的成本投入。一些國(guó)家由于天氣、氣候情況極度惡劣，導(dǎo)致大多數(shù)橋梁工程存在程度不一的損傷問(wèn)題，這些損傷問(wèn)題的存在不僅會(huì)影響到橋梁本身的使用性能以及使用壽命，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致在橋梁中通行車輛的運(yùn)行安全性受到相應(yīng)的影響。不同國(guó)家橋梁施工技術(shù)以及氣候條件、地質(zhì)情況等方面存在差異性，導(dǎo)致具體的橋梁施工情況有所不同，橋梁受損的數(shù)量也并不完全統(tǒng)一。在我國(guó)橋梁的整體安全情況不容樂(lè)觀，需要予以重視。

2 橋梁檢測(cè)技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)分析

2.1 關(guān)于橋梁無(wú)損傷檢測(cè)技術(shù)

以前的檢測(cè)技術(shù)依靠簡(jiǎn)單的試驗(yàn)和工作人員在現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)，必要時(shí)還要采用混凝土檢測(cè)和超聲波測(cè)試等特殊手段。在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的時(shí)代下，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)誕生了，打破了傳統(tǒng)技術(shù)僵持的局面，在此技術(shù)的刺激下，許多新型的檢測(cè)方法手段不斷被創(chuàng)造出來(lái)，使得無(wú)損檢測(cè)的技術(shù)逐漸多元化、系統(tǒng)化。如今，科研人員提出了許多有別于傳統(tǒng)技術(shù)的方法，以便更全面、準(zhǔn)確地評(píng)估橋梁的破壞性。其中一些已經(jīng)得到了廣泛的推廣和成功的應(yīng)用。例如，激光雷達(dá)可以用來(lái)測(cè)量橋梁下部結(jié)構(gòu)的撓度;采用全息干涉儀和激光散斑法檢測(cè)橋梁的變形程度;漏磁微擾法可以成功地檢測(cè)鋼索、鋼梁和混凝土中的鋼筋。

2.2 靜載檢測(cè)

靜載檢測(cè)是對(duì)橋梁的指定部位施加靜載，并對(duì)獲得的相關(guān)信息進(jìn)行記錄和分析，通過(guò)這些信息全面了解橋梁的相關(guān)性能。通過(guò)在橋梁特定部位科學(xué)設(shè)置靜荷載（重荷載、車輛荷載等），并在測(cè)量斷面安裝位移、角度、應(yīng)力等相關(guān)測(cè)量工具，通過(guò)這些工具測(cè)得的數(shù)據(jù)可以了解橋梁的具體情況。相關(guān)測(cè)量參數(shù)如下：（1）橋梁結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)變形值、橫向和縱向撓度值;（2）橋梁控制截面上的應(yīng)力分布;（3）墩頂位移、轉(zhuǎn)角及支座位置位移、轉(zhuǎn)角;（4）當(dāng)橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫時(shí)，荷載較小。通過(guò)對(duì)上述參數(shù)的綜合記錄和研究，可以充分了解該橋的具體情況，進(jìn)而科學(xué)評(píng)價(jià)該橋的使用性能。為有效保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，在進(jìn)行靜載試驗(yàn)前，應(yīng)對(duì)所用測(cè)量裝置的靈敏度進(jìn)行詳細(xì)的測(cè)試，防止因試驗(yàn)設(shè)備的誤差而導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)論不準(zhǔn)確。

2.3 無(wú)線電檢測(cè)技術(shù)

橋梁施工是為了方便人們出行，車輛在橋梁上的運(yùn)行是不固定的，橋梁一般處于長(zhǎng)期使用狀態(tài)，車輛行駛產(chǎn)生的壓力荷載比較大，在這個(gè)長(zhǎng)期過(guò)程中，或多或少會(huì)影響橋梁結(jié)構(gòu)。如果橋梁結(jié)構(gòu)不能承受交通產(chǎn)生的重力荷載，就會(huì)破壞橋梁結(jié)構(gòu)，使橋梁產(chǎn)生裂縫。隨著車輛的增多，橋面的壓力荷載不斷增大，裂縫會(huì)緩慢擴(kuò)展。當(dāng)裂縫增大到一定程度時(shí)，會(huì)使橋梁無(wú)法正常使用，影響人們的出行安全和效率。對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，我們可以利用無(wú)線電檢測(cè)技術(shù)來(lái)解決，主要的方法是在橋梁的不同區(qū)域安裝傳感器，這些傳感器會(huì)接收到無(wú)線電波，檢測(cè)人員在分析無(wú)線電波后，就可以知道橋梁在不同區(qū)域的運(yùn)行情況。由裂紋產(chǎn)生的應(yīng)力波可以被傳感器接收，然后反饋給工作人員。通過(guò)目視分析，可以準(zhǔn)確地找到裂紋位置，進(jìn)行有針對(duì)性的修復(fù)。

2.4 沖擊波檢測(cè)技術(shù)

橋梁施工是一個(gè)各方面綜合考量的過(guò)程。需要考慮的因素很多，檢測(cè)頻率也比較頻繁，主要目的是避免橋梁運(yùn)行中出現(xiàn)問(wèn)題。在建筑物內(nèi)部檢測(cè)中，檢測(cè)人員要多角度進(jìn)行檢測(cè)，保證檢測(cè)的全面性，做好各檢測(cè)環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)工作，在不影響整體結(jié)構(gòu)的情況下進(jìn)行檢測(cè)。目前已知的探測(cè)方法多種多樣，而沖擊波探測(cè)技術(shù)具有最高的實(shí)用性。這項(xiàng)技術(shù)是基于建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)部波動(dòng)。當(dāng)建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)受到破壞時(shí)，沖擊波會(huì)產(chǎn)生較大幅度的信號(hào)波動(dòng)。接收到反饋信號(hào)后，設(shè)備會(huì)進(jìn)行分析，然后找出建筑物內(nèi)部缺陷的位置，工作人員可以做出相應(yīng)的解決方案。沖擊波檢測(cè)技術(shù)可以忽略建筑深度因素，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面檢測(cè)，具有良好的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

2.5 動(dòng)載試驗(yàn)方法

進(jìn)行此試驗(yàn)是為了探究橋梁結(jié)構(gòu)上的性能，可以準(zhǔn)確判斷一個(gè)橋梁的現(xiàn)狀以及能承載多大的重量。舉例來(lái)說(shuō)，對(duì)于橋梁的動(dòng)力具有重要參照價(jià)值的動(dòng)力系數(shù)是影響橋梁的經(jīng)濟(jì)和安全性的直接因素，若橋梁太過(guò)振動(dòng)，會(huì)造成行人的不舒適感增強(qiáng)，甚至引起游客的恐慌，當(dāng)橋梁的自振頻率在某個(gè)不適合范圍時(shí)，就有可能產(chǎn)生共振，這是十分危險(xiǎn)的。為了避免這種情況的發(fā)生，要定時(shí)對(duì)橋梁的動(dòng)力進(jìn)行檢測(cè)。近20年來(lái)，科研家逐漸豐富動(dòng)力檢測(cè)的方法，擴(kuò)大了其功能。

2.6 橋梁外觀檢測(cè)

橋梁外觀檢測(cè)技術(shù)是一種相對(duì)簡(jiǎn)單、直觀、實(shí)用的常規(guī)檢測(cè)方法。用這種方法檢測(cè)橋梁時(shí)，主要是通過(guò)觀察和觸摸來(lái)仔細(xì)、深入地觀察橋體的缺陷區(qū)域。該項(xiàng)檢測(cè)方式能夠較為簡(jiǎn)便、快捷地確定橋體表面的質(zhì)量病害，例如裂縫、橋面脫落、凹陷等相關(guān)質(zhì)量缺陷。盡管這一檢測(cè)技術(shù)具有操作簡(jiǎn)便、實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn)，但它僅能檢測(cè)一些外觀質(zhì)量狀況，不能檢測(cè)出橋體結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在的缺陷。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)橋梁檢測(cè)可以基本了解橋梁的實(shí)際情況，保證使用安全性。以往的測(cè)試方法不能對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，難以滿足當(dāng)前的需求。在科技不斷完善與發(fā)展的背景下，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)大量引入了人工智能技術(shù);與此同時(shí)，學(xué)科與學(xué)科之間的聯(lián)系逐漸密切，許多新出爐的科學(xué)成果可以應(yīng)用在此方面，這對(duì)于推動(dòng)橋梁檢測(cè)的發(fā)展具有十分重要的意義。

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