張彥霞

摘要：在過去的幾十年里，許多發(fā)達國家公路的現(xiàn)代化建設如火如荼。與目前我國的情況相近，新橋梁的建設成為重中之重，新建橋梁占去了大量的建設資金。然而橋梁安全事故的屢屢發(fā)生，使我們不得不對橋梁安全引起極大的關注。改變投資比重，加大橋梁安全檢測和橋梁維護的力度。成為目前的重要議題，國際、國內在公路法案中紛紛加入了橋梁檢測規(guī)范，并開始實施。

關鍵詞：橋梁檢測;技術

作者針對橋梁檢測技術做了一些理論和實踐的探討，內容主要包括橋梁檢測工作的主要內容、測試方法與儀器和橋梁損傷的識別與檢測，最后對新型橋梁無損檢測技術進行了介紹。

我國橋梁大多建于20世紀60-80年代，設計標準有汽-15掛-80和汽-20掛-100，限于當時施工水平和材料工藝橋梁的施工質量不是很高。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，交通量不斷增長，車輛軸載不斷提高，超載車輛對橋梁的損壞也愈發(fā)嚴重。例如：京沈高速公路是東北地區(qū)進京的主要干線之一，目前車輛超載十分嚴重?？墒菍蛄簷z測，主要是通過人工目測檢查、手工記錄打分，來判定橋梁結構狀況。面對這種嚴峻的形勢，原始的手段已不能與之適應。

要更準確判斷橋梁實際工作狀況，為橋梁加固或大修提供依據(jù)，在橋梁外觀病害檢查的基礎上，則有必要進行深一步應用必要的檢測儀器、設備對橋梁結構材料的檢測和荷載試驗。這些檢測工作涉及面廣，技術復雜，難度較高，技術性強，參檢人員必須了解橋梁檢測的工作程序、檢測項目及檢測方法，掌握試驗數(shù)據(jù)處理和分析方法。這樣才能得到真實可靠的信息。

一、橋梁檢測工作的主要內容

1.橋梁檢測工作的階段劃分

第一階段：準備階段。其包括收集資料、現(xiàn)場勘察以及編制橋梁檢測方案等內容。第二階段：外業(yè)檢測階段。主要是設備安裝和數(shù)據(jù)采集。第三階段：分析報告階段。即根據(jù)外業(yè)采集的數(shù)據(jù)，進行統(tǒng)計分析和計算，并編寫橋檢報告。

2.橋梁檢測的具體項目

依據(jù)交通部《公路養(yǎng)護技術規(guī)范》及《公路橋梁定期檢查技術》（交通部公路所），對橋梁進行外觀病害檢查打分，其目的是對橋梁結構的外觀損壞狀況，有一個初步和基本的了解，并根據(jù)橋梁損壞狀況打分、評定類別，為下一步橋梁結構材料檢測提供依據(jù)。

二、測試方法與儀器

一般測試內容：控制截面在試驗荷載下的應變;控制截面在試驗荷載下的撓度;裂縫開展、振型、沖擊系數(shù)、自振頻率等。一般測試方法：強度—取芯法;混凝土均勻性、密實性—超聲波檢測;鋼筋銹蝕—鋼筋銹蝕儀;鋼筋保護層厚度—鋼筋保護層厚度檢測儀等。測試儀器的分類方法有很多，按儀器的工作原理分為：機械式測試儀器、電測儀器、光學儀器、聲學儀器、復合式儀器、侍服式儀器等;按儀器的用途分為：測力計、應變計、位移計、傾角儀、測振儀等;按測定方法分為：平衡式和非平衡式;按結果的顯示與記錄方式分為：直讀式、自動記錄式、模擬式、數(shù)字式;按儀器與結構的相對關系分為：附著式、接觸式、手持式、遙測式。而試驗中使用頻率較高的儀器有應變儀、撓度儀、水準儀、全站儀、百分表等，有時候由于現(xiàn)場條件的限制無法直接使用儀器測試出所需要的參數(shù)，則要求測試人員有一定的經(jīng)驗，采用一定的措施解決

三、橋梁損傷的識別與檢測

1.橋梁損傷識別方法

（1）動力指紋法：通過分析與結構動力特性相關的動力指紋法的變化來判斷結構的真實情況。（2）模型修正法：主要利用直接或間接測得的資料，通過條件優(yōu)化約束，不斷的修正結構模型的剛度分布，從而得到結構剛度變化的信息，實現(xiàn)結構的損傷判別與定位。（3）人工神經(jīng)網(wǎng)格法：是在研究神經(jīng)網(wǎng)格中對人腦神經(jīng)網(wǎng)格的某種簡化、抽象和模擬。它具有集體運算能力、自適應的學習能力，還有較強的容錯性、魯棒性，能進行聯(lián)想、綜合和推廣。

2.橋梁損傷檢測方法

2.1實驗模態(tài)分析方法（振動模態(tài)測量方法）：通過橋梁動態(tài)特性的測試，檢測損傷造成的結構參數(shù)變化，來評估損傷。檢測的要素為：合適的激振方法、傳感器及振動測點網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和模態(tài)分析軟件。常用的激振方法大概有自振法、共振法和隨機激勵法，即利用行駛在橋上的車輛引起的振動，或是風及環(huán)境因素形成的脈動使橋跨結構產生振動。

2.2應變模態(tài)測量：對應于每一階位移模態(tài)，則必有其對應的固有應變分布狀態(tài)，這種與位移模態(tài)相對應的固有應變分布狀態(tài)稱之為應變模態(tài)，也反映了結構的固有特征。針對橋梁結構損傷，振動模態(tài)測量方法是一種比較好的測量評估方法，而采用應力應變參數(shù)作為結構損傷敏感參數(shù)是目前橋梁結構損傷檢測的一種趨勢。用應變模態(tài)方法進行實橋結構損傷評估雖然還是存在一定的困難，但不失為一個值得探索的方向。采用振動位移檢測確定橋梁力學狀態(tài)的方法，克服了應變測量系統(tǒng)的弊病，為橋梁結構損傷提供了一種新的途徑。

四、新型橋梁無損檢測技術

傳統(tǒng)的檢測方法一般可以對橋梁的外觀及部分結構特性進行檢測，雖然能對橋梁局部關鍵構件、節(jié)點進行較為合理的損傷判斷，然而難以全面反映橋梁的整體健康狀況，對于橋梁結構的安全度、剩余壽命難以作出系統(tǒng)評估且對橋梁結構有一定的損壞。因此，近些年橋梁的無損檢測技術得到了較大的發(fā)展，目前已有超聲檢測、紅外檢測、聲發(fā)射、自然電位檢測、沖擊回波檢測、磁試驗或x射線檢測、光干涉、脈沖雷達、振動試驗分析等。

1.新式橋梁無損檢測方法

1.1機敏混凝土是指在混凝土中摻入短切碳纖維或（和）納米粒子，從而使混凝土同時具有壓敏特性和良好的力學性能。機敏混凝土的壓敏特性是指機敏混凝土電阻隨壓應變或壓應力變化而變化的特性，通過測量碳纖維混凝土或納米混凝土的電阻變化，就可預測混凝土的應變或應力。機敏混凝土具有較高的強度和較大的變形能力，因此，機敏混凝土既可以作為傳感器埋在混凝土橋梁和隧道結構中，監(jiān)測結構的受力狀態(tài)，它的耐久性與橋梁和隧道結構相同，因此稱為長壽命傳感器;也可以作為結構材料制作橋梁和隧道的結構構件。

1.2聲發(fā)射（AcousticEmission，簡稱AE）技術作為一門新型技術和科學研究課題，是德國科學家凱瑟（Kaiser）在1950年開始進行研究的。他還發(fā)現(xiàn)了聲發(fā)射現(xiàn)象的不可逆效應，即凱瑟效應（KaiserEffect）。AE技術是根據(jù)結構內部發(fā)出的應力波來判斷內部損傷程度的一種新型動態(tài)無損檢測方法。它可以在構件或材料的內部結構、缺陷或潛在缺陷處于運動變化的過程中進行檢測。

2.橋梁無損檢測方法的發(fā)展趨勢

（1）光纖和其他微傳感器，已研究出一種光纖測量系統(tǒng)，以對新澆筑混凝土內的空隙進行無損檢測。光纖光柵也已被用作遙測變形，對結構混凝土構件進行監(jiān)測。它還能被用來測量材料的失效、混凝土結構的碳化深度、堿反應、氯滲透和裂紋的開展等。（2）先進的橋面板檢測系統(tǒng)，包括雙帶遠紅外熱成像系統(tǒng)、地面滲透雷達等。（3）先進的疲勞裂紋探測和評估系統(tǒng)，包括測橋梁裂紋的新型超聲波和磁分析儀系統(tǒng)、熱成像系統(tǒng)、便攜式聲發(fā)射系統(tǒng)、無線應變測量系統(tǒng)、微波探測和定量分析、無源疲勞荷載測量設備和電磁聲發(fā)射傳感器等。（4）先進的銹蝕探測和評估技術，包括磁漏探測技術探測先張法壓漿空隙的沖擊—反射系統(tǒng)埋入式銹蝕微傳感器以及以磁為基礎的測量系統(tǒng)。

五、結束語

橋梁檢測是一項復雜而細致的工作，不僅要求工作人員有豐富的實際現(xiàn)場經(jīng)驗，而且同時需要堅實的理論基礎作為指導。只有把理論和實際充分結合起來，再加上指揮者與各試驗人員之間的默契配合，才能做好檢測工作并取得滿意的數(shù)據(jù)，也只有這樣才有可能做出準確的評估。

參考文獻：

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