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        在役橋梁檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)

        2019-08-05 01:37:22儲(chǔ)
        山西建筑 2019年11期
        關(guān)鍵詞:橋梁檢測(cè)方法

        儲(chǔ) 一 鳴

        (安徽省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司,安徽 合肥 230088)

        0 引言

        隨著近二十年來我國公共基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的大規(guī)模開展,在役公路橋梁的數(shù)量呈現(xiàn)出明顯上升趨勢(shì)。而同時(shí)我國的橋梁檢測(cè)領(lǐng)域的發(fā)展相對(duì)緩慢,由于“重建輕養(yǎng)”的理念影響,滯后于建設(shè)熱度,一定程度上影響到橋梁運(yùn)營管理工作,甚至影響到橋梁使用壽命。這種情況近年逐漸得到改觀。2011年,我國相繼出版JTG/T H21—2011公路橋梁技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)、JTG/T J21—2011公路橋梁承載能力檢測(cè)評(píng)定規(guī)程,橋梁檢測(cè)有了正式統(tǒng)一的規(guī)范作為檢測(cè)工作指導(dǎo)依據(jù)。目前《公路橋梁技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》與《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范》已全面開展修訂工作,《公路橋梁耐久性檢測(cè)評(píng)定規(guī)程》《公路橋梁現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》也在陸續(xù)制定中。相信今后隨著這些規(guī)范的發(fā)布實(shí)施,我國橋梁檢測(cè)體系將加快發(fā)展,日趨完善,對(duì)于檢測(cè)方式方法、技術(shù)手段的要求,對(duì)于新方法、新技術(shù)的推廣應(yīng)用也將更加詳盡、規(guī)范。

        在上述背景下,本文將通過對(duì)幾種檢測(cè)技術(shù)在檢測(cè)應(yīng)用方面的介紹,為我國當(dāng)前橋梁檢測(cè)體系下,能夠有效推動(dòng)檢測(cè)工作的技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展提供啟示。

        1 在役橋梁常規(guī)檢測(cè)內(nèi)容

        我國的在役橋梁檢測(cè)分為經(jīng)常檢查、定期檢查和特殊檢查三類。其中經(jīng)常檢查深度不足,方法有限,因此,本文重點(diǎn)討論定期檢查和特殊檢查的項(xiàng)目及內(nèi)容??紤]到承載能力評(píng)定工作的獨(dú)立性,因此本文不納入基于檢算法和基于荷載試驗(yàn)法的承載能力評(píng)估內(nèi)容。

        在役橋梁常規(guī)檢測(cè)項(xiàng)目及內(nèi)容見表1。

        表1 在役橋梁常規(guī)檢測(cè)項(xiàng)目及內(nèi)容

        2 常規(guī)檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

        2.1 常規(guī)檢測(cè)技術(shù)介紹

        從檢測(cè)技術(shù)方面來看,我國在役橋梁目前采用的方法可以分類為目測(cè)、物理方法、無損檢測(cè)及化學(xué)方法等。

        以混凝土橋梁為例,有分層探測(cè)儀法、超聲波法、電化學(xué)法、脈沖法、地面雷達(dá)法、沖擊回波法、紅外線熱像儀法、回彈法、混凝土滲透率測(cè)試法、內(nèi)窺鏡測(cè)試法、頻譜分析法等檢測(cè)技術(shù);對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)橋梁,有超聲法、射線法、電渦流法、磁粉法、滲透法、磁阻法、振動(dòng)頻率法、TOFD或超聲相控陣等檢測(cè)方法。

        這些方法或主或輔,構(gòu)成了橋梁檢測(cè)的常用技術(shù),根據(jù)項(xiàng)目不同需求,在實(shí)際檢測(cè)中得到廣泛應(yīng)用。

        2.2 技術(shù)手段間的結(jié)合

        不同的檢測(cè)技術(shù)具有不同的適用性和優(yōu)點(diǎn),檢測(cè)工作中需要合理結(jié)合檢測(cè)方法,優(yōu)化檢測(cè)路徑、手段,實(shí)現(xiàn)科學(xué)、合理、客觀評(píng)估橋梁結(jié)構(gòu)的目的。

        在實(shí)際應(yīng)用中,以圖像檢測(cè)技術(shù)與雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)的結(jié)合為例。

        圖像檢測(cè)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中分為兩類,一類是紅外成像技術(shù),一類是激光全息技術(shù)。紅外成像技術(shù),是利用紅外熱像儀針對(duì)物體不同部位輻射的紅外線進(jìn)行測(cè)量,得出結(jié)構(gòu)溫度分布圖,由于開裂處周圍混凝土的溫度高于正常的結(jié)構(gòu)構(gòu)件溫度,可實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)缺陷的有效檢測(cè)。雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)則是通過雷達(dá)探頭傳導(dǎo)電磁脈沖,在脈沖傳播過程中,遇到不同電性介質(zhì)的交界面,部分脈沖會(huì)被反射回來,接收到的回波的波形、幅度等參數(shù)同影響結(jié)構(gòu)正常運(yùn)行的因素有著密切的相關(guān)性,因此能夠反應(yīng)出橋梁結(jié)構(gòu)受損的程度。

        這兩種方法,紅外成像技術(shù)檢測(cè)效率高,直觀性強(qiáng),精度、可靠性略差;雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)精度高,抗干擾性強(qiáng),但效率較低。因此結(jié)合使用,通過雷達(dá)檢測(cè)復(fù)核紅外成像檢測(cè)中出現(xiàn)的可疑缺陷,可有效提高檢測(cè)效率及質(zhì)量。

        3 新型檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

        3.1 新老產(chǎn)業(yè)結(jié)合的新型檢測(cè)技術(shù)介紹

        隨著互聯(lián)網(wǎng)的日益發(fā)展,在此基礎(chǔ)上傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)紛紛結(jié)合了信息化、智能化實(shí)現(xiàn)飛躍,同樣的促進(jìn)也體現(xiàn)在橋梁檢測(cè)領(lǐng)域。

        1)互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù),其核心是萬物互聯(lián)。給橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展和傳感器檢測(cè)技術(shù)的創(chuàng)新帶來了東風(fēng)。

        2)大數(shù)據(jù)+,其本質(zhì)是減少結(jié)果的不確定性。如通過歷年檢測(cè)資料、采用優(yōu)化算法綜合分析當(dāng)前各項(xiàng)檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)損傷進(jìn)行識(shí)別。

        3)智能+,其本質(zhì)是在人工智能引領(lǐng)下機(jī)器對(duì)人智能的補(bǔ)充和增強(qiáng)提高。如橋梁索桿外觀爬索機(jī)器人檢測(cè)技術(shù)、基于導(dǎo)電性材料的混凝土裂縫分布式自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)、基于懸停無人機(jī)的機(jī)器視覺自動(dòng)識(shí)別檢測(cè)方法等。

        3.2 部分新型檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用介紹

        在新型檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用中,不同類型檢測(cè)技術(shù)的結(jié)合十分普遍、密集。

        如基于機(jī)器視覺的橋梁檢測(cè)技術(shù),它對(duì)混凝土表觀缺陷的數(shù)據(jù)采集通過智能識(shí)別與自動(dòng)記錄相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn),結(jié)合了橋梁表觀圖像獲取技術(shù)、基于圖像的裂縫自動(dòng)識(shí)別理論與算法技術(shù)、基于圖像的裂縫寬度等病害程度定量化測(cè)量技術(shù)等。它基于機(jī)器視覺理論,其目的是以計(jì)算機(jī)代替人工,對(duì)橋梁進(jìn)行遠(yuǎn)距離、高精度、低成本的自動(dòng)檢測(cè)。據(jù)統(tǒng)計(jì),混凝土橋梁的損壞有90%以上都是由裂縫引起的,因此對(duì)橋梁的健康檢測(cè)主要是對(duì)橋梁表觀的裂縫進(jìn)行檢測(cè)與測(cè)量。

        又如基于BIM的橋梁檢測(cè)與安全評(píng)估系統(tǒng)的應(yīng)用。BIM即建筑信息模型(Building Information Modeling),是在規(guī)劃設(shè)計(jì)、建造施工、運(yùn)營維護(hù)的全過程周期內(nèi)應(yīng)用3D或者4D信息技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工、計(jì)算、管理和運(yùn)營的技術(shù)手段。基于BIM的橋梁檢測(cè)與安全評(píng)估系統(tǒng)包括橋梁結(jié)構(gòu)模型信息系統(tǒng)、橋梁檢測(cè)信息數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、橋梁結(jié)構(gòu)安全評(píng)估與預(yù)警信息系統(tǒng)。它包括了立體建模技術(shù)、傳感器檢測(cè)技術(shù)、云端傳輸及損傷識(shí)別、仿真分析等技術(shù)。它基于BIM橋梁檢測(cè)可視化從而實(shí)現(xiàn)傳感器布置與施工和檢測(cè)系統(tǒng)的有效優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)及移動(dòng)通信端的信息互通,從而使分布于不同位置、從事不同專業(yè)的工程師以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)共同展開工作,盡可能的避免了部門之間的直線模式,從而引導(dǎo)發(fā)揮各部門的資源及才智,提升了檢測(cè)工作效率。

        4 結(jié)語

        通過以上介紹,我們可以看出,在役橋梁的相關(guān)檢測(cè)方法、技術(shù)在不斷規(guī)范、完善。檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展不斷信息化、智能化,正通過互聯(lián)網(wǎng)和人工智能的應(yīng)用加速創(chuàng)新,不同檢測(cè)技術(shù)之間的結(jié)合愈加密切,檢測(cè)分工日趨細(xì)致。

        另一方面,在我國當(dāng)前日趨完善的在役橋梁檢測(cè)體系下,在公路橋梁檢測(cè)技術(shù)不斷進(jìn)步、交通建設(shè)行業(yè)各主管部門允許和鼓勵(lì)采用新檢測(cè)方法、新檢測(cè)設(shè)備的情況下,我們既應(yīng)積極探索、努力發(fā)展各種新型檢測(cè)技術(shù),不斷更新和完善新方法。同時(shí)也應(yīng)注意到,新技術(shù)的發(fā)展和使用應(yīng)符合以下規(guī)定以保證這些技術(shù)方法的可靠性和準(zhǔn)確性。

        1)通過相關(guān)技術(shù)鑒定。

        2)與成熟的方法進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。

        3)制定相應(yīng)的檢測(cè)實(shí)施細(xì)則。

        4)相關(guān)檢測(cè)系統(tǒng)軟件需進(jìn)行軟件產(chǎn)品認(rèn)證。

        通過以上手段保障和確定新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。并通過合理選擇檢測(cè)方法,規(guī)范實(shí)施與操作,才能夠提高檢測(cè)數(shù)據(jù)和結(jié)論的可靠性,更好的服務(wù)在役橋梁結(jié)構(gòu)檢測(cè),使之安全可靠的服務(wù)于國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

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