田鋒

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展,我國(guó)公路建設(shè)發(fā)展迅速,橋梁建設(shè)在道路建設(shè)中也進(jìn)入了快速發(fā)展的時(shí)期。但是橋梁由于長(zhǎng)期受車(chē)輛、風(fēng)等動(dòng)荷載的作用導(dǎo)致結(jié)構(gòu)疲勞，加上環(huán)境災(zāi)害和材料老化等因素的聯(lián)合作用，使橋梁容易出現(xiàn)各種缺陷，從而影響橋梁的正常使用，將給橋梁的安全使用帶來(lái)巨大的隱患。因此，為了確定橋梁是否具有安全隱患、能否采取一些補(bǔ)救措施等，就要對(duì)橋梁進(jìn)行必要的檢測(cè)和狀態(tài)評(píng)估，來(lái)確定橋梁是否還能繼續(xù)安全使用。本文主要闡述橋梁檢測(cè)與狀態(tài)評(píng)估研究與應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：橋梁建設(shè)；檢測(cè)；狀態(tài)評(píng)估；發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類(lèi)號(hào)： TU997文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

一、橋梁檢測(cè)和狀態(tài)評(píng)估的重要性

橋梁技術(shù)狀態(tài)評(píng)估是利用橋梁檢測(cè)所得到的信息，對(duì)橋梁的缺損、承載能力、服務(wù)水平等所作的一項(xiàng)綜合評(píng)定。在橋梁的整個(gè)生命周期內(nèi)進(jìn)行定期的狀態(tài)檢測(cè)評(píng)估尤為重要，這樣可以確保：(1)橋梁是否處在健康運(yùn)營(yíng)狀態(tài)；(2)橋梁退化速度是否過(guò)快；(3)是否存在影響公眾安全的明顯缺陷。目前我國(guó)管理部門(mén)對(duì)新建橋梁進(jìn)行竣工驗(yàn)收，以后就轉(zhuǎn)入維護(hù)。只有當(dāng)橋梁發(fā)生明顯缺陷時(shí)，才進(jìn)行狀態(tài)評(píng)估。而橋梁從出現(xiàn)病害到轉(zhuǎn)變?yōu)楦蟮氖鹿实臅r(shí)間往往很短，所以對(duì)橋梁技術(shù)狀況進(jìn)行經(jīng)常性評(píng)估對(duì)橋梁管理人員來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)很重要的任務(wù)。

二、橋梁結(jié)構(gòu)檢測(cè)和評(píng)估的方法與技術(shù)

傳統(tǒng)上，我國(guó)采用人工目測(cè)檢查或借助于便攜式儀器測(cè)量得到的信息對(duì)橋梁進(jìn)行檢測(cè)和評(píng)估。傳統(tǒng)橋梁檢測(cè)和評(píng)估有很大的不足，主要表現(xiàn)在：(1)主觀性強(qiáng)，難于量化；(2)需要大量人力、物力并有諸多檢查盲點(diǎn)；(3)影響正常交通運(yùn)行；(4)人工檢查以單一構(gòu)件為對(duì)象，缺少整體性；(5)周期長(zhǎng)，時(shí)效性差。

當(dāng)前，應(yīng)用較為廣泛的橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)檢測(cè)分為局部檢測(cè)和整體檢測(cè)兩種。局部檢測(cè)主要是對(duì)橋梁需要重點(diǎn)了解和檢測(cè)的部位進(jìn)行細(xì)致、仔細(xì)的檢查，目的是清晰的了解結(jié)構(gòu)局部的物理、力學(xué)和構(gòu)造特性或者是實(shí)際狀態(tài)； 整體檢測(cè)則是試圖從全局上把握結(jié)構(gòu)的真實(shí)狀態(tài)。

(一)局部檢測(cè)法

局部檢測(cè)就是除了采用視察法以外，利用各種技術(shù)一起，例如X 射線、超聲波、聲學(xué)以及光學(xué)儀器對(duì)橋梁的局部進(jìn)行有效地檢測(cè)。通常情況下，由于局部檢測(cè)的費(fèi)用較為昂貴，檢測(cè)試驗(yàn)出來(lái)的數(shù)據(jù)也需要具有專(zhuān)業(yè)知識(shí)的人員。因此，在進(jìn)行局部檢測(cè)之前，一定要對(duì)需要檢測(cè)的部位或者是損傷部位有大概的了解，并且能夠使人員和設(shè)備能夠到達(dá)的位置。

(二)外觀檢測(cè)法

通過(guò)對(duì)橋梁進(jìn)行檢查，對(duì)橋梁設(shè)計(jì)、施工及維修加固的質(zhì)量與效果評(píng)定。橋梁的橋梁的設(shè)計(jì)、維修加固以施工的質(zhì)量與使用效果有密切聯(lián)系，橋梁各部分結(jié)構(gòu)的營(yíng)運(yùn)情況進(jìn)行調(diào)查，然后對(duì)可能出現(xiàn)缺陷的原因分析，然后正確評(píng)價(jià)橋梁設(shè)計(jì)與施工的質(zhì)量。外觀檢查是橋梁檢測(cè)中一項(xiàng)非常重要的工作。外觀檢查要求做到抓住重點(diǎn)，力求全面。一般情況，病害的產(chǎn)生會(huì)有一些表象，這些病害產(chǎn)生的原因通過(guò)外觀檢查可分析判斷出，提出整治措施，明確接下來(lái)的工作重點(diǎn)。一般調(diào)查的要點(diǎn)可根據(jù)橋型確定，梁橋的檢查要點(diǎn)包括: 主梁連接部位的狀況；跨中區(qū)域的裂縫、撓度；端部的斜裂縫；構(gòu)件外觀質(zhì)量等。拱橋的檢查要點(diǎn)有:拱圈拱腳上緣與拱頂下緣裂縫；拱軸線坐標(biāo)；墩位移等。而索結(jié)構(gòu)則還有索、錨的質(zhì)量狀況等。橋梁從總體上可分為附屬結(jié)構(gòu)、上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)。通常，附屬結(jié)構(gòu)主要有橋面鋪裝、人行道、緣石、欄桿、伸縮縫等；上部結(jié)構(gòu)在梁式橋中主要是指主梁，在拱中則還包括拱波、拉索、主拱肋、風(fēng)撐等，根據(jù)結(jié)構(gòu)形式有所區(qū)別；下部結(jié)構(gòu)包括橋臺(tái)、橋墩、基礎(chǔ)與承臺(tái)、樁等。如果出現(xiàn)的不是常規(guī)病害，每個(gè)部位都有其自己的受力特征，病害也有一些共性，應(yīng)仔細(xì)研究，找出病因。常規(guī)病害在找出病因的同時(shí)，應(yīng)根據(jù)其損壞程度進(jìn)行評(píng)估，然后確定維持正常的運(yùn)營(yíng)是否有必要更換構(gòu)件或加固。

(三)動(dòng)態(tài)檢測(cè)法

動(dòng)力荷載試驗(yàn)的主要目的是研究橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力性能，該性能是判斷承載能力和橋梁營(yíng)運(yùn)狀況的重要標(biāo)志之一。橋梁檢測(cè)動(dòng)載試驗(yàn)是動(dòng)力測(cè)定評(píng)價(jià)方法的基本測(cè)試項(xiàng)目，是為了滿(mǎn)足工程應(yīng)用的需要。解決橋梁振動(dòng)問(wèn)題是將試驗(yàn)測(cè)試與理論分析相結(jié)合的科學(xué)方法來(lái)進(jìn)行，也是橋梁檢測(cè)工作中的重要環(huán)節(jié)，其對(duì)承載力的評(píng)價(jià)和橋梁使用狀況提供了重要的數(shù)據(jù)參數(shù)。

橋梁檢測(cè)中，動(dòng)載試驗(yàn)的內(nèi)容主要是動(dòng)載響應(yīng)和結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的試驗(yàn)與分析，量測(cè)的主要部位是結(jié)構(gòu)動(dòng)力效應(yīng)最大構(gòu)件的動(dòng)變形及動(dòng)應(yīng)力的控制截面。通常來(lái)說(shuō)，檢測(cè)項(xiàng)目主要包括橋梁動(dòng)力響應(yīng)測(cè)試和橋梁動(dòng)力特性模態(tài)參數(shù)測(cè)試。

(四)靜態(tài)檢測(cè)法

對(duì)橋梁進(jìn)行靜載試驗(yàn)，測(cè)量出與橋梁性能有關(guān)的參數(shù)，通過(guò)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)性能有關(guān)參數(shù)進(jìn)行分析，進(jìn)而得出結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度以及抗裂性能，以此判斷橋梁的承載能力。橋梁靜載試驗(yàn)測(cè)定的內(nèi)容包括:(1)靜位移測(cè)量，測(cè)量的是兩活動(dòng)端位移和梁的撓度以及墩頂位移等；(2)靜應(yīng)變測(cè)量，能推斷出桿件受到的實(shí)際內(nèi)力與次應(yīng)力、結(jié)構(gòu)截面的應(yīng)力分布、混凝土與鋼筋的共同作用情況。

在進(jìn)行靜載實(shí)驗(yàn)前要做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，首先要選擇有代表性的試驗(yàn)孔，選擇時(shí)需綜合考慮以下條件:(1)該孔施工質(zhì)量較差，病害較嚴(yán)重或缺陷較多；(2)該孔計(jì)算受力為最不利靜載情況下的受力；(3)該孔便于搭設(shè)腳手架及設(shè)置測(cè)點(diǎn)或試驗(yàn)時(shí)便于加載。一定要注意試驗(yàn)孔的選擇，因?yàn)樗苯佑绊懼囼?yàn)是否能夠準(zhǔn)確的反應(yīng)該部分結(jié)構(gòu)以及整座橋梁的結(jié)構(gòu)性能。其次要確定合適的加載方案。

三、橋梁檢測(cè)和狀態(tài)評(píng)估應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)

(一)橋梁檢測(cè)的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)傳統(tǒng)的橋梁檢測(cè)技術(shù)主要分為靜力檢測(cè)和表觀檢測(cè)兩類(lèi)，它們都有一定的局限性。目前，隨科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，橋梁檢測(cè)技術(shù)由靜力檢測(cè)逐漸過(guò)渡為動(dòng)力檢測(cè)，橋梁狀態(tài)檢測(cè)中逐漸引入一些技術(shù)分高的檢測(cè)手段，例如將振動(dòng)檢測(cè)技術(shù)作為一種常規(guī)的檢測(cè)手段，而不是特殊檢測(cè)手段。今后橋梁檢測(cè)的發(fā)展趨勢(shì)是：1）開(kāi)發(fā)高效、高精度的測(cè)量?jī)x器；2）研制和開(kāi)發(fā)高技術(shù)的儀器和設(shè)備；3）明確橋梁狀態(tài)指標(biāo)與表觀檢測(cè)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)方式；4）分析與測(cè)試技術(shù)的集成；5）靜態(tài)檢測(cè)技術(shù)與動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合。(二)橋梁評(píng)估的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)目前，國(guó)內(nèi)專(zhuān)家學(xué)者越來(lái)越重視橋梁的評(píng)估工作，并在橋梁的評(píng)估方面作了大量的研究，特別是在橋梁的結(jié)構(gòu)損傷、承載能力評(píng)估和構(gòu)件疲勞等方面取得一定的進(jìn)展。但是，國(guó)內(nèi)專(zhuān)家學(xué)者的研究成果大多是關(guān)于中小型橋梁的構(gòu)件檢測(cè)與單獨(dú)評(píng)價(jià)，以及橋梁維修和管理方面，對(duì)于大型橋梁的評(píng)估的研究較少。由于對(duì)大型橋梁進(jìn)行評(píng)估具有一定的復(fù)雜性，加上現(xiàn)有的各種評(píng)價(jià)方法在理論上均有一定的局限性，單純應(yīng)用某一種方法進(jìn)行評(píng)價(jià)，很難保證評(píng)價(jià)結(jié)果的可靠性。因此，今后橋梁評(píng)估的主要方向是針對(duì)大型橋梁，改進(jìn)各評(píng)價(jià)理論的缺陷，探討綜合多種評(píng)價(jià)理論進(jìn)行評(píng)價(jià)的可行性?，F(xiàn)代大型橋梁管理系統(tǒng)要求具備多種功能，我們可以同時(shí)采用多種方法進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，開(kāi)發(fā)具有評(píng)價(jià)功能的專(zhuān)家系統(tǒng)，從而提高評(píng)價(jià)結(jié)果的可靠性。

結(jié)語(yǔ)

針對(duì)橋梁出現(xiàn)的一些問(wèn)題，應(yīng)定期對(duì)橋梁進(jìn)行檢測(cè)，并建立適合的評(píng)估方法已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。事實(shí)上橋梁檢測(cè)和狀態(tài)評(píng)估能起到確保橋梁安全運(yùn)營(yíng)，延長(zhǎng)橋梁使用壽命的作用，同時(shí)通過(guò)檢測(cè)能較早的發(fā)現(xiàn)橋梁病害，不僅能大大節(jié)約橋梁的維修費(fèi)用，也可以避免最終頻繁大修關(guān)閉交通所引起的重大損失。由此可見(jiàn)，橋梁檢測(cè)對(duì)于橋梁具有非常重要的作用，應(yīng)引起橋梁管理者和技術(shù)人員的足夠重視。

參考文獻(xiàn)

[1]張勁泉，李萬(wàn)恒，任紅偉，程壽山等，公路舊橋承載力評(píng)定方法及工程實(shí)例[M]，北京:人民交通出版社，2007

[2]陳磊河張江麗.在役橋梁結(jié)構(gòu)安全性的檢測(cè)與評(píng)估研究—以連霍高速公路某空心板橋?yàn)槔齕J].價(jià)值工，2012，05.[3]陳何峰.橋梁評(píng)估中以功能價(jià)值為基礎(chǔ)的權(quán)重計(jì)算[J].城市道橋與防洪，2012，09.