楊 怡

（重慶交通建設(shè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，401120）

橋梁檢測(cè)技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)簡(jiǎn)述

楊 怡

（重慶交通建設(shè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，401120）

本文主要介紹了國(guó)內(nèi)外橋梁檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，橋梁檢測(cè)的基本內(nèi)容。對(duì)橋梁檢測(cè)常用的檢測(cè)方法靜載試驗(yàn)和動(dòng)載試驗(yàn)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。同時(shí)介紹了國(guó)內(nèi)外橋梁檢測(cè)發(fā)展技術(shù)及發(fā)展研究趨勢(shì)，從而推動(dòng)橋梁檢測(cè)技術(shù)的研究和發(fā)展。

橋梁檢測(cè);研究趨勢(shì);發(fā)展技術(shù)

0 引言

橋梁在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中不可避免的會(huì)發(fā)生各種結(jié)構(gòu)損傷，如橋梁裂縫，橋面開(kāi)裂。造成橋梁損傷的原因可能有人為因素,也可能有自然災(zāi)害。當(dāng)前交通發(fā)展迅速，交通運(yùn)輸量不斷加大，載重汽車的載重量也不斷增加，這些都是導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)損傷繼而加劇了橋梁的老化及病害。這些外界因素均導(dǎo)致了橋梁承載能力和橋梁的抗耐久能力的降低，甚至對(duì)橋梁的運(yùn)營(yíng)安全造成了很大的影響，因此對(duì)橋梁遇到的病害等問(wèn)題都需要進(jìn)行相應(yīng)的維修，加固或者改造來(lái)解決，而這些工作都必須通過(guò)先對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)和系統(tǒng)的檢測(cè)基礎(chǔ)上，再進(jìn)行維修，加固等工作。

1 橋梁表觀檢查分析與評(píng)價(jià)

表觀檢查就是對(duì)橋梁整體與局部構(gòu)造等進(jìn)行詳細(xì)的觀測(cè)，包括橋梁幾何尺寸的量測(cè)、結(jié)構(gòu)內(nèi)部病害的檢查與結(jié)構(gòu)裂縫寬度等,表觀檢查的項(xiàng)目對(duì)不同類型的橋梁有著不同的側(cè)重點(diǎn)。通過(guò)表觀檢查的目的就是要達(dá)到可以通過(guò)直接定量反映出當(dāng)前橋梁的結(jié)構(gòu)狀況,依據(jù)現(xiàn)有的橋梁相關(guān)規(guī)范對(duì)橋梁的技術(shù)等級(jí)進(jìn)行評(píng)定。結(jié)構(gòu)資料的調(diào)查就是從橋梁的設(shè)計(jì)、施工以及維修養(yǎng)護(hù)等進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查并進(jìn)行了解。對(duì)于鋼筋混凝土橋而言，主要是對(duì)橋梁中所包含的鋼筋與混凝土進(jìn)行相關(guān)的檢測(cè)，這主要包括混凝土的強(qiáng)度，混凝土碳化深度、鋼筋的拉壓強(qiáng)度以及鋼筋的銹蝕情況、混凝土保護(hù)層厚度等的檢測(cè)。今年來(lái)隨著無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的迅速推廣，大量的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)在橋梁和相關(guān)土木行業(yè)中應(yīng)用，這主要包括表觀檢測(cè)和材料檢測(cè)技術(shù)，以及相光測(cè)試儀器設(shè)備的迅速發(fā)展。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于橋梁無(wú)損檢測(cè)中所采用的儀器設(shè)備和相關(guān)技術(shù)已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究，相繼成功研制出或正在研制的融合電、磁、雷達(dá)、超聲波、數(shù)字信號(hào)處理等高技術(shù)高精度的成套儀器和設(shè)備。這些儀器測(cè)試較快且具有較為良好的效果。

2 橋梁承載力的荷載檢測(cè)法

2.1 靜載試驗(yàn)檢測(cè)方法

靜載試驗(yàn)檢測(cè)法主要通過(guò)對(duì)橋梁進(jìn)行靜載試驗(yàn),通過(guò)注水或者沙袋的方法對(duì)橋梁進(jìn)行加載，最后得到試驗(yàn)的相關(guān)參數(shù)量,主要包括橋梁的擾度、變形、應(yīng)變、裂縫寬度等。通過(guò)靜載試驗(yàn)加載的方式可得出這些參數(shù),從而通過(guò)得出的參數(shù)分析得出橋梁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性及結(jié)構(gòu)的抗裂性能,據(jù)此判斷出橋梁的承載能力，最終得到橋梁的安全性?；炷翗蛄旱撵o載試驗(yàn),一般需進(jìn)行以下測(cè)試內(nèi)容：

(1)結(jié)構(gòu)的豎向下沉撓度、側(cè)向下沉撓度。每個(gè)跨度內(nèi)至少有4個(gè)測(cè)點(diǎn),并測(cè)量得出結(jié)構(gòu)最大的撓度及變形值,同時(shí)觀測(cè)支座下沉值。

(2)記錄測(cè)試截面的應(yīng)力分布,并取得該截面的應(yīng)變最大值。沿截面高度不少于3 個(gè)測(cè)點(diǎn),包括截面上、下邊緣的突變處。有些結(jié)構(gòu)還需測(cè)試支座附近或橫隔板附近的應(yīng)力變化,此時(shí)應(yīng)在這些地方布設(shè)應(yīng)力計(jì)。

(3)支座的伸縮情況、轉(zhuǎn)角的大小以及橋梁支座的沉降;橋墩墩頂?shù)奈灰萍八l(fā)生的轉(zhuǎn)角。

就某一加載試驗(yàn)項(xiàng)目而言，根據(jù)試驗(yàn)荷載產(chǎn)生的該加載試驗(yàn)項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的加載控制截面內(nèi)力或變位的最不利效應(yīng)值，按下式所確定的原則等效換算而得：

式中：ηq — 靜力試驗(yàn)荷載效率；

Sstate — 試驗(yàn)荷載作用下控制截面內(nèi)力計(jì)算值；

S — 控制荷載作用下控制截面最不利內(nèi)力計(jì)算值（不計(jì)沖擊）；

(1+μ) — 按規(guī)范取用的沖擊系數(shù)。

2.2 動(dòng)載試驗(yàn)檢測(cè)方法

動(dòng)力荷載試驗(yàn)的主要目的是研究橋梁在動(dòng)力荷載作用下結(jié)構(gòu)的動(dòng)力性能,該性能是判斷橋梁運(yùn)營(yíng)狀況和承載能力的重要標(biāo)志之一。比如,動(dòng)力系數(shù)是橋梁在車輛荷載作用下所發(fā)生的動(dòng)力作用的重要參數(shù),動(dòng)力參數(shù)的選擇直接影響到橋梁設(shè)計(jì)的安全，動(dòng)力參數(shù)也不宜過(guò)大，這往往會(huì)給橋梁帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)成本;橋梁運(yùn)營(yíng)過(guò)程中振動(dòng)過(guò)大會(huì)影響乘客和行人的舒適性;

3 橋梁檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 橋梁無(wú)損傷檢測(cè)技術(shù)

橋梁傳統(tǒng)的檢測(cè)方法是通過(guò)人工操作為主的靜載試驗(yàn)和動(dòng)載試驗(yàn)。進(jìn)入20世紀(jì)90年代,隨著科技的進(jìn)步，現(xiàn)代通信技術(shù)與傳感的不斷發(fā)展,無(wú)損檢測(cè)技術(shù)更是大量的運(yùn)用在橋梁的檢測(cè)中,先后出現(xiàn)了大量新的檢測(cè)方法,使無(wú)損檢測(cè)技術(shù)向著智能化、快速化、系統(tǒng)化的方向發(fā)展。

3.2 橋梁結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別技術(shù)

(1)小波分析損傷識(shí)別法。由于小波分析適合分析非平穩(wěn)信號(hào),因此可作為損傷識(shí)別中信號(hào)處理的較理想的工具,用它來(lái)構(gòu)造損傷識(shí)別中所需要的特征因子,或直接提取對(duì)損傷有用的信息。小波分析在損傷識(shí)別中的應(yīng)用是多方面的,如∶奇異信號(hào)檢測(cè)、信噪分離、頻帶分析等。

(2)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)損傷識(shí)別法。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用在損傷識(shí)別中的基本構(gòu)建思路是∶通過(guò)得到的用無(wú)損傷系統(tǒng)的振動(dòng)測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)構(gòu)造網(wǎng)絡(luò),通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的不斷學(xué)習(xí)得到網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)樣本，再通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法進(jìn)行動(dòng)態(tài)的檢測(cè)。

4 國(guó)外橋梁檢測(cè)技術(shù)發(fā)展動(dòng)向

4.1 已啟動(dòng)的研究程序

(1)先進(jìn)的橋面板檢測(cè)系統(tǒng),包括雙帶遠(yuǎn)紅外熱成像系統(tǒng)、地面滲透雷達(dá)等。

(2)先進(jìn)的橋梁測(cè)試和健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng),包括全橋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的無(wú)線電發(fā)送、精確的差分式全球定位系統(tǒng)測(cè)量橋梁變形、應(yīng)用鋼傳感器對(duì)橋梁超載進(jìn)行測(cè)量和監(jiān)測(cè)等。

4.2 探索性的研究項(xiàng)目

(1)聲發(fā)射技術(shù)的基礎(chǔ)性研究,發(fā)展一種改進(jìn)的寬帶E探測(cè)器,它有能力產(chǎn)生(信號(hào)) 并探測(cè)不同受力模式下的疲勞裂紋。(2)磁力控制傳感器的研究。(3)用微波技術(shù)對(duì)疲勞裂紋進(jìn)行探測(cè)和定量分析。

5 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)對(duì)橋梁進(jìn)行檢測(cè)方法可以得知,先進(jìn)的橋梁檢測(cè)技術(shù)是當(dāng)今社會(huì)所發(fā)展的趨勢(shì)和必然，通過(guò)新的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)可以時(shí)時(shí)得到橋梁的健康狀況，并作出相應(yīng)的維修、加固或者改造方案，保證了橋梁的安全確安全使用。傳統(tǒng)檢測(cè)方法在快捷及精度方面的劣勢(shì)，使得人工智能方式的檢測(cè)方式得到了飛速的發(fā)展。同時(shí),學(xué)科交叉現(xiàn)象日益普遍,一些高新技術(shù)的最新研究成果應(yīng)用于橋梁無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的研究,必將推動(dòng)橋梁檢測(cè)技術(shù)的飛速發(fā)展。

[1]謝開(kāi)仲,曾倬信,王曉燕 橋梁工程檢測(cè)技術(shù)研究[J]廣西大學(xué)學(xué)報(bào)(自然版),2003,(6).

[2]高懷志,王君杰 橋梁檢測(cè)和狀態(tài)評(píng)估研究與應(yīng)用[J]世界地震工程,2000,(6).

[3]劉沐宇,袁衛(wèi)國(guó) 橋梁無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展[J]中外公路,2002,22(6).

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