橋梁檢測技術探析范文

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摘要：

當今交通事業發展迅速，橋梁在運營中會受到各種各樣的結構損傷，為確保結構在使用期間的安全性，很有必要對結構進行檢測。因此橋梁檢測已成為現代路橋建設中設計，施工人員及養護人員極其感興趣和重視的領域。此文主要對橋梁的現狀，檢測中使用的傳統檢測技術和新型檢測技術進行了闡述。

關鍵詞：

橋梁；檢測技術；無損檢測；光纖

0引言

交通運輸業是拉動國名經濟增長的一架馬車，在服務國家經濟建設中占有舉足輕重的地位。近幾十年來，我國經濟迅速發展，人民生活水平有了很大提高，我國在基礎設施上的投資規模與比例在大幅度增加，尤其是公路橋梁建設規模相比以前有了大力的發展。我國人口多，經濟發展速度快，以及廣大民眾對交通需求越來越高，和公路橋梁上載重超重汽車的大量增多的現實情況，這就對橋梁通行能力和承載能力的要求，隨之也越來越高。總之，在橋梁修建完成投入運營后，要對橋梁進行全方位的檢測。以便了解橋梁的技術狀況等及病害發生的部位，病害的嚴重程度及發生原因，并分析和評價既有病害對橋梁的影響，并對橋梁維修加固提供可靠的事實和技術依據。

1國內外橋梁發展現狀及存在問題

1.1國內外橋梁發展現狀及存在問題

截至2014年我國公路橋梁總數為75.71萬座，長4257.89萬米，數量比2013年年末增加2.18萬座，長度增加280.09萬米。其中特大橋有3404座，長610.54萬米，大橋72979座，長1863.01萬米。關于我國近幾年來橋梁發展的情況，詳見表1.我國病害橋梁大多是由于修建時間較早，當時設計標準較低，施工不完善造成的。我國橋梁主要存在的問題：（1）設計標準偏低，承載力不足（2）橋梁通行能力不足（3）環境及認為因素破壞（4）橋梁超齡服役，超載運行（5）設計與施工不足（6）運營期養護不完善。美國橋梁出現的問題也較嚴重。美國FHWA統計了全國在役橋梁情況，截至2007年底，美國橋梁總數達到59.91萬座，有病害橋梁總數為151813座，占25.4%。還有資料對美國在1951-1988年發生的114起橋梁倒塌事故進行了統計。其他文獻還對1989-2000年的橋梁倒塌情況做了分析，主要是由在這期間發生的幾次大的自然災害造成的，倒塌了的橋梁數達到503座。2000年以后，美國倒塌橋梁任不斷增加。

1.2國內外橋梁檢測現狀

國外發達國家由于工業化程度高，經濟發展較早，當交通發展進入高峰期后，便進行橋梁檢測技術的相關有益嘗試。上世紀80年代中后期以來，美國對總長為522米的三跨變高度連續鋼箱梁橋Foyle橋進行了檢測，在橋布設了傳感器，用來檢測橋梁在動荷載下的振動情況。墨西哥對總長為15.43千米的Tampico斜拉橋進行了動力測試，并對環境振動和傳統振動試驗的效果進行了分析。英國跨徑為194米的Flinshire獨塔斜拉橋，加拿大的ConfederationBridge等都建立了橋梁健康檢測系統。我國對橋梁檢測的研究,起步時間相對滯后。我國從2001年起到2012年底，共投入財政資金438.8億元，其中交通運輸部追加了170億元，對21610座危橋進行了改造，這一舉措意義很大，有效遏制了危橋高發趨勢。

2橋梁檢測的意義與內容

2.1橋梁檢測的意義

橋梁檢測是評估橋梁結構物使用性能，安全性能的一種重要方法，產生了很強的效應。橋梁檢測的重要性可以從其蘊含的經濟性，實用性，社會性等方面體現出來。通過檢測可以得知結構物病害，損傷部位與程度；可知結構物的耐久性，強度與穩定性等情況。也可預知橋梁的使用年限，破壞機理，為我們進行即時的橋梁加固維修，減小交通安全事故提供資料。

2.2橋梁檢測的內容

橋梁檢測的內容包括對混凝土強度，承載力，耐久性檢測及混凝土碳化深度，鋼筋位置及保護層深度，鋼筋應力，鋼筋銹蝕率，氯離子含量。焊接鋼筋接頭強度，混凝土與鋼筋間的摩阻力以及鋼材性能。對于水下橋墩，要對樁基混凝土的脫落，裂紋，漏筋，機械損傷進行探查。還需對橋梁結構溫度檢測，包括控制截面溫度和施工過程中環境溫度值的檢測。

3橋梁檢測的方法

3.1橋梁外觀檢測技術

橋梁外觀檢測技術，是一種很直觀，簡單且實用的方法，在橋梁檢測中經常使用，就是用肉眼觀察橋梁結構，獲得發生病害的部位方法。通過外觀的檢測，很容易發現橋梁存在的裂縫，損傷以及橋面的凹陷，剝落等病害。雖然這種方法簡單實用，但只能察明橋梁結構外在的病害，不能對其內在的病害損傷程度進行發現。

3.2局部損傷檢測技術

局部損傷檢測技術，即用目視或專門儀器對有病害的局部地方進行專門檢測。這種方法適用廣，成本低，節省時間，可以很快地對混凝土強度，碳化深度，鋼筋銹蝕率等檢測。現在這種方法上采用的技術有回彈法，雷達法，紅外法，超聲波等。該方法對結構物的整體性能不能進行檢測。

3.3整體損傷檢測技術

相比局部損傷技術，整體損傷檢測方法有很大實用性，它能彌補其不足，能對結構物整體工作性能進行全面檢測。目前，該方法主要以荷載試驗為主，有靜荷載方法和動荷載法兩種。通過這兩種方法，可以獲得結構物的響應數據（應力，應變，位移，速度和加速度）等，通過力學與數學方法分析數據，可對結構物的整體與局部進行檢測，分析和評估。靜載試驗，就是通過在結構指定位置加載靜力荷載，記錄試驗數據，分析結構性能。而動載試驗，顧名思義，就是加載動荷載，一般通過振動方法，獲得結構物的振動頻率，阻尼比等。

3.3.1靜載試驗法

將靜荷載加載在結構指定位置，在截面上布置相關測量儀器。常用儀器有應變儀，應力儀，百分表，位移表，傾角表等。通過這些儀器的記錄，可以獲得如下參數，包括：①橋梁結構的豎向和側向撓度值和扭轉變形②控制截面上應力的分布情況③橋梁支座的轉角大小，位移大小及墩頂位移，轉角情況④橋梁結構出現裂縫時所加荷載大小。將這些參數與理論計算值比較，可知實際截面參數是否與設計值相符。這就要求在檢測時要有很高的精度，因此必須要精心準備試驗前的相關工作。在試驗前要對儀器的靈敏度檢查，減小由于儀器誤差對試驗結果造成的干擾。這些試驗數據，為橋梁整體結構評估提供了關鍵參考依據。

3.3.2動載試驗法

動載試驗法主要是通過振動試驗，記錄數據從而分析橋梁的承載力。當車輛，人群及風等動荷載作用于橋梁時，會使橋梁產生振動，此而使橋梁結構的性能發生或多或少的變化。而動載試驗，正是對橋梁振動的工作機理加以研究，認識振動對橋梁產生的影響。通常這一影響由沖擊系數表征。這種試驗的內容包括①對橋梁振動頻率，振型，阻尼比測試②動撓度，動應力，加速度，沖擊系數測試。

4新型橋梁檢測技術

科學技術的發展日新月異，一些先進技術逐漸應用于橋梁無損檢測方面。橋梁無損檢測的特點呈多樣化，智能化發展，并有很大的發展前景。包括光纖維技術，新型傳感器技術，電子仿真技術，神經網絡識別技術等。這些新型技術比傳統檢測技術功能更先進，檢測更精確，能在各種復雜環境工況下，及時檢測橋梁病害。

4.1光纖維技術

光纖光柵傳感器，它可以測量結構的濕度，應變大小。將光柵傳感器作為應變傳感器，可以直接粘貼在結構表面或預先埋入結構中，可以對結構物的各種工作性能檢測，如橋梁的振動，受沖擊情況，及鋼筋的銹蝕率，混凝土的剝落等。優點是①抗電磁干擾能力強②電絕緣性能好③耐腐蝕④體積小，重量輕。缺點是環境因素對其的影響較大，在惡劣的環境中容易破壞。

4.2神經網絡識別技術

這種技術大量應用于斜拉橋橋索的檢測中，是一種數學方法。基本原理是基于人工神經網絡法構造BP模型，在橋梁結構受力間建立映射，便可知其余橋索受力值。這就可以節約在檢測中所耗的大量人力，物力，財力，也可以避免檢測人員在工作中由于疲勞引發的檢測誤差。因此此方法是高效的方法。

4.3數字圖像處理技術的應用

這一檢測是隨著計算機學科，數學學科的發展而在測量學中開發成的新型技術。方法是在檢測時，圖像作為信息的載體，利用計算機對獲得的圖像進行處理，從而對結構進行檢測。此法避免人工檢測人員效率低，速度慢，以及受環境因素限制的弊端，且應用范圍廣泛。可以對結構物進行實時動態檢測，檢測內容包括結構的裂縫，位移等。

5結語

總之，橋梁檢測技術已成為當今橋梁建設，養護，加固中十分重要的領域。通過工程人員對在役橋梁的健康檢測，可知橋梁結構的使用情況，從而為我們進行即時的加固，維修，改造提供第一手數據。橋梁檢測技術不成熟，還不完善，還有待進一步發展。對于我們這個橋梁建設大國，我們的科技人員，工程人員很有必要開發出功能更多，檢測手段多樣化，檢測結果更精確的技術，來確保廣大民眾的生命，財產安全負責，為經濟社會建設服務。通過結合使用傳統檢測技術與新型檢測技術，為這一領域提供了廣闊的發展空間。

參考文獻：

[1]李國豪｡橋梁結構穩定與振動[M]｡北京:中國鐵道出版社,1996.

[2]李椿｡熱學[M]｡北京;高等教育出版社,2003.

[3]張數林,王宗仁｡橋梁病害診斷與加固改造設計[M]｡北京;人民交通出版社,2006.

[4]王有志,王廣洋,任峰,等｡橋梁的可靠性與評估加固[M]｡北京;中國水利水電出版社,2002.

[5]馬明建｡數據采集與處理技術[M]｡西安;西安交通大學出版社,2000.

[6]閆平凡,張長水編著｡人工神經網絡與模擬進化計算[M].北京;清華大學出版社,2000;17-21.

[7]高懷志,王君杰｡橋梁維修與加固[M]｡北京;人民交通出版社,1994.

[8]趙文秀｡橋梁檢測技術綜述[J]｡公路與汽運,2009,5.

[9]秦權｡橋梁結構的健康監測[J]｡中國公路學報,2000,13(2);37-42.

[10]高懷志,王君杰｡橋梁檢測與狀態評估研究的應用[J]｡世界地震工程,2000,16(2);57-64.

[11]劉自民,王邦楣｡既有橋檢測評估的若干要點[J]｡橋梁建設,2003(3).

作者:王炳智 單位:重慶交通大學土木工程學院