楊延軍

（河北省邯鄲市交通運輸局公路工程管理處，河北 邯鄲056000）

0 引言

隨著我國交通事業(yè)的蓬勃發(fā)展，橋梁在長期的運營過程中不可避免的會產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性的損傷，從而使其結(jié)構(gòu)承載能力和耐久性逐步降低，直至影響到橋梁的運營安全。造成橋梁結(jié)構(gòu)性損傷的原因可能來源于人為因素，也可能是受自然因素影響。由橋梁結(jié)構(gòu)型損傷而引發(fā)的橋梁維修、加固和改造工程，必須要建立在對橋梁整體結(jié)構(gòu)檢測的基礎(chǔ)上。因此，在橋梁使用過程中，應(yīng)對橋梁的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測。

1 橋梁表觀檢查與評價

橋梁的表觀檢測主要包括橋梁整體結(jié)構(gòu)體系和局部構(gòu)造的測量、結(jié)構(gòu)病害的檢查與測量。在表觀檢查過程中，不同的橋梁有不同的檢查重點。表觀檢查既要能反映出橋梁結(jié)構(gòu)的整體狀況，也應(yīng)依據(jù)相關(guān)規(guī)范確定橋梁的技術(shù)等級。結(jié)構(gòu)檢查的主要內(nèi)容包括：橋梁原結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工工藝和養(yǎng)護(hù)記錄等。材料檢測主要通過無損傷檢測方法對橋梁的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測。對于鋼筋混凝土橋梁來說，檢測重點為混凝土和鋼筋，包括混凝土的強度指標(biāo)、耐久性和鋼筋銹蝕狀況等。

橋梁表觀檢測技術(shù)發(fā)展非常迅猛，尤其是在橋梁無損傷檢測方面，國內(nèi)外相繼研制出利用電、磁、雷達(dá)和數(shù)字信號等高新技術(shù)為主體的檢測設(shè)備，如雙頻紅外線自動溫度成像儀、探地雷達(dá)成像系統(tǒng)和無線脈沖轉(zhuǎn)發(fā)器等。

2 橋梁承載力的荷載檢測

2.1 靜載檢測法

靜載檢測法主要是通過靜載試驗對橋梁進(jìn)行相關(guān)檢測，從而獲得與橋梁結(jié)構(gòu)性能相關(guān)的參數(shù)，如撓度、應(yīng)變、裂縫等。根據(jù)靜載試驗所獲取的相關(guān)參數(shù)，可以分析出橋梁結(jié)構(gòu)的強度和抗裂能力等，以此作為判定橋梁承載能力的重要依據(jù)?；炷翗蛄涸谶M(jìn)行靜載試驗時，主要進(jìn)行以下幾方面檢測。

（1）橋梁整體結(jié)構(gòu)的豎向、側(cè)向撓度和扭轉(zhuǎn)變形。在每個橋梁跨度之間最少檢測并監(jiān)測3 個點，選取其中最大的撓度和變形數(shù)值，同時記錄支座的下沉數(shù)值。

（2）記錄控制截面的應(yīng)力分布情況，從而分析出最大值和偏載特征。檢測過程中，在檢測截面最少選取五個檢測點，且必須包含上、下邊緣和截面突變區(qū)域。

（3）檢測橋梁支座的轉(zhuǎn)角和伸縮量、支座的沉降量以及橋墩頂部的位移和轉(zhuǎn)角。

（4）仔細(xì)觀察橋梁結(jié)構(gòu)是否出現(xiàn)裂縫，記錄出現(xiàn)初始裂縫時所加荷載大小，并對裂縫出現(xiàn)的位置、方向、長度、寬度和卸載后閉合情況進(jìn)行相關(guān)記錄。尚未達(dá)到最大試驗荷載時，橋梁結(jié)構(gòu)的控制界面裂縫擴展已經(jīng)提前達(dá)到或者超過設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)立即停止加載，撤離相關(guān)檢測人員。

（5）仔細(xì)記錄卸載后橋梁的殘余變形。

2.2 動載試驗檢測方法

動載試驗的目的是為了研究橋梁結(jié)構(gòu)的動力性能，橋梁的動力性能是判斷橋梁承載能力和耐久性的重要指標(biāo)之一。近幾年來，科研人員不斷進(jìn)行動力檢測方法的功能拓展，主要原理如下：當(dāng)橋梁結(jié)構(gòu)在動荷載作用下發(fā)生破損時必然會引起結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化，如果能夠恰當(dāng)?shù)剡\用這些參數(shù)，就可以為橋梁結(jié)構(gòu)損傷檢測提供一個量化指標(biāo)。

在橋梁動載試驗中，均以沖擊系數(shù)作為分析變量，現(xiàn)階段動載試驗主要包括：

（1）測定橋跨在車輛動荷載作用下的振動特征，如沖擊系數(shù)、動位移和動應(yīng)力等；

（2）測定橋跨的自振特征。

3 橋梁檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢

3.1 無損傷檢測技術(shù)

傳統(tǒng)的橋梁檢測工作，主要依賴于動靜荷載試驗和檢測人員目測，然后利用多種輔助手段進(jìn)行橋梁損傷檢測。20 世紀(jì)90 年代中，隨著遙感技術(shù)和通信技術(shù)的快速發(fā)展，橋梁無損傷檢測呈現(xiàn)出更廣闊的發(fā)展空間，朝著智能、快速、系統(tǒng)化的方向發(fā)展。特別是振動試驗?zāi)B(tài)分析技術(shù)的發(fā)展，為橋梁檢測開辟了新的發(fā)展思路。

3.2 無損傷識別技術(shù)

（1）小波損失識別法

由于小波信號具有穩(wěn)定的特征，因此其非常適合應(yīng)用于損失識別的波段，通過小波的傳導(dǎo)和反射確定出所需要的特征因子，從而判定橋梁損傷程度和部位。小波分析在損傷識別中具有很廣泛的應(yīng)用，如奇異信號檢測、信噪識別、頻帶分析等。

（2）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)損傷識別法

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別法的原理為：利用無損傷系統(tǒng)的振動數(shù)據(jù)形成數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，通過數(shù)學(xué)方法確定出相關(guān)參數(shù)，然后輸入數(shù)據(jù)。如果數(shù)據(jù)正確，系統(tǒng)特征無明顯變化，系統(tǒng)輸出與網(wǎng)絡(luò)分析輸出相互吻合。相反，如果兩者出現(xiàn)差異則說明有損失部位。

3.3 國外橋梁檢測技術(shù)發(fā)展趨勢

3.3.1 已啟動的研究程序

（1）在橋面板檢測中逐步采用遠(yuǎn)紅外熱成像系統(tǒng)和地面滲透雷達(dá)等。

（2）利用全橋檢測系統(tǒng)的無線電發(fā)送、全球定位系統(tǒng)和應(yīng)用鋼傳感器進(jìn)行橋梁的健康檢測和超載檢測。

（3）疲勞裂縫探測器，主要是針對橋梁裂縫進(jìn)行檢測，較成熟的設(shè)備有：熱成像系統(tǒng)、無線應(yīng)變檢測設(shè)備、微波探測設(shè)備和電磁聲發(fā)射傳感器等。

（4）先進(jìn)的銹蝕探測和檢測技術(shù)，主要包括磁漏探測技術(shù)、埋深式銹蝕傳感系統(tǒng)等一系列以電磁作為基礎(chǔ)的檢測設(shè)備和檢測技術(shù)。

（5）利用振動響應(yīng)法進(jìn)行橋梁下部的檢測。

3.3.2 探索性研究項目

（1）以聲發(fā)射技術(shù)作為基礎(chǔ)的研發(fā)設(shè)備。該設(shè)備能夠產(chǎn)生并且探測出不同受力模式所引發(fā)的疲勞裂縫。

（2）磁力控制遙感研發(fā)。

（3）光纖設(shè)備在疲勞檢測中研究。

4 結(jié)語

通過對運營橋梁進(jìn)行相應(yīng)的檢測，可判定出該橋梁的使用情況，從而為橋梁的養(yǎng)護(hù)提供理論支持，確保橋梁的安全使用。然而，在橋梁檢測中，傳統(tǒng)的檢測方法在精準(zhǔn)性和操作上等方面有所不足。隨著人工智能在各種橋梁結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)上的不斷應(yīng)用，其為橋梁無損傷檢測開辟了廣闊的應(yīng)用空間。

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