馬曉冬

中鐵第五勘察設計院集團有限公司

1 引言

橋梁作為公路網(wǎng)建設當中的重要組成部分，其整體的通行安全作為確保公路路網(wǎng)安全關鍵因素之一，需加強橋梁工程技術研究。在橋梁工程建設過程中，橋梁的損傷原因存在有多方面因素，具體包含人為因素、自然災害、行車荷載等方面的因素。伴隨著我國交通量越來集中，超載車輛越來越集中，給橋梁帶來的損傷也越來越受到公路養(yǎng)護建設者的重視。橋梁一旦出現(xiàn)損傷就需要做出維修、改造或改建，所有的維修、改造與改建的問題要在橋梁檢測的基礎上才能進行。

2 橋梁檢測技術的應用價值

第一，橋梁本身可能因為年久失修還有長期頻繁使用，導致其某一節(jié)部位出現(xiàn)了錯位、裂縫和沉降等不同程度的損傷。然而這些都是需要根據(jù)相關人員利用技術對橋梁結構和受損部位的嚴謹勘測來進行判斷的，以此來解析目前橋梁本身可以承受的重量大小。第二，很早之前我國就建設了很多橋梁，所以目前有些大橋的使用時間是非常久遠的，而整個橋梁結構和荷載都是根據(jù)當年的實際情況來進行設計建造的。但是隨著我國社會經(jīng)濟逐漸的增長，交通流量逐漸增加，各種交通工具帶來了更復雜的交通體系，所以隨著車輛荷載的增加我們對橋梁的結構和承載能力又有了新的標準和要求。對這種橋梁的有效檢測工作，讓我們可以以此為據(jù)來判斷整個橋梁的結構和荷載能量是否可以滿足現(xiàn)在社會發(fā)展的需求，同時是否可以在修復加固橋梁的時候對橋梁的荷載能力進行一個全面的提高。第三，應該完善我們的橋梁信息數(shù)據(jù)，對所有有關橋梁技術的數(shù)據(jù)進行收集存檔，同時讓這些數(shù)據(jù)與當代技術相結合，來對橋梁工程進行更加合理的修復和維護，同時深入分析橋梁養(yǎng)護方面出現(xiàn)的問題，并根據(jù)當時的實際情況進行有效的指導，為橋梁養(yǎng)護措施提供更加合理的意見，以此來對橋梁的加固和研究進行更好的施工。第四，對于一些新型結構的橋梁，通過有效使用橋梁檢測技術，能夠對相關理論的實踐性和可靠性進行相應的判斷和分析，當橋梁在使用過程中發(fā)生問題的時候，就可以及時解決，并同時判斷橋梁結構的形式和設計理論。因此加強橋梁檢測技術研究具有重要的意義，需給予更多的關注。

3 橋梁檢測技術分析

3.1 橋梁表面性檢查

所謂的橋梁表面性檢查，就是主要檢查橋梁局部或者全部的表面性，主要包含外形的長寬高、混凝土強度等級、混凝土碳化程度以及目測橋梁主要結構病害等能夠用眼看到的表面性傷痕和數(shù)據(jù)。而此項檢查只是針對沒有受到嚴重損傷，主要結構沒有出現(xiàn)重大損害的橋梁。同時橋梁表面性檢查也具有檢查費用低、方式快捷有效等優(yōu)點。但如果橋梁存在重大的隱性損傷，那就會影響整個橋梁的使用期限，與此同時因為大多數(shù)橋梁表面性檢測都是根據(jù)檢察人員的經(jīng)驗來判斷的，所以此檢查技術僅適用于修建使用壽命較短，交通運輸量小的橋梁。因為我省沒有很多檢測橋梁表面性的儀器，所以這一點也是橋梁無損檢測的關鍵研究領域?，F(xiàn)如今用融合電、磁、雷達、數(shù)字信號處理等高科技技術研發(fā)的成套測試儀器和設備是關于橋梁表現(xiàn)型檢查儀器測量研究方向的主要目標。

3.2 橋梁承載力檢測

3.2.1 靜載試驗檢測

橋梁荷載試驗是目前測定橋梁實際可具備承載力的主要方法，分為靜載試驗和動載試驗。靜載試驗可以分析橋梁在實際運營中的承載能力和狀態(tài)，為橋梁檢測提供依據(jù)；橋梁的目前壽命質量和運營荷載等級評定可根據(jù)動載試驗結果確定。根據(jù)《公路養(yǎng)護技術規(guī)范》（JTG H10—2009）相關規(guī)定，為橋梁的質量鑒定提供依據(jù)，特別是采用新工藝、新材料、新結構的橋梁質量，需要檢測橋梁結構的實際承載能力，評價橋梁主體質量與設計。靜載檢測主要是根據(jù)靜載的方式對橋梁結構工程的變形量、撓度、應變或者裂縫等相關參數(shù)進行檢測。一般來講，在靜載檢測的過程中，首先要對橋梁的鋼材結構進行豎側兩向的撓度和扭轉變形量來進行檢測，每跨的測試點應該在三個以上。另外，也要對橋梁截面的應力分布進行檢測，尤其是要根據(jù)承載點的應力分布情況對應變進行分析。此外還要檢測一下橋梁承載點的位移等，對未來會產(chǎn)生或者已經(jīng)產(chǎn)生的裂縫區(qū)域進行全面檢測，對于已有裂縫區(qū)域一定要對裂縫的長度、寬度、深度、方向及其靜載作用后的數(shù)據(jù)情況給予認定，當裂縫已經(jīng)開始持續(xù)擴大或者已經(jīng)超出裂縫最大值的時候，工作人員應立即疏散橋上人員，同時也要根據(jù)其橋梁工程結構的強度、剛度和抗裂能力，對橋梁的承載力進行認定。

3.2.2 動載試驗檢測

動載檢測是測試橋梁工程運行狀況和橋梁承載力的重要指標，也是檢測橋梁工程結構的承受動力荷載時的性能指標。目前，因為橋梁結構出現(xiàn)損傷，所以整個橋梁工程結構的強度、剛度等參數(shù)也就隨之發(fā)生了變化?；诖嗽恚覀儗σ蚋鞣N原因損傷橋梁結構的關系給予堅定的答案，從而通過構建橋梁工程震動動態(tài)模式，為量化參數(shù)評價橋梁結構損傷提供了重要的參考依據(jù)，然后與橋梁工程結構穩(wěn)定階段的參數(shù)進行比較，進一步測定了橋梁結構的損傷點、損傷類型和損傷點的擴散情況。橋梁動靜荷載試驗技術已經(jīng)十分成熟，在道路橋梁質量檢測方面應用較多。

4 橋梁檢測技術發(fā)展的瓶頸

4.1 理念瓶頸

歐美等發(fā)達國家在橋梁建設中的主導思想一直遵循著精細化、全壽命的設計理念，在整個橋梁結構設計的階段就充分預留了關于橋梁未來的養(yǎng)護和檢修等情況，同時也設置了相對應的構造措施?，F(xiàn)如今，我國總體的橋梁設計一直在橋梁養(yǎng)護這一方面欠缺斟酌，以至于我們檢修人員在對橋梁進行檢測與監(jiān)測的過程中，不能做到“可達、可檢、可修”，就更不要提“易達、易檢、易修”了。這一點也就映射出我國的橋梁設計在全局性理念上還是有所不足的。比如，在我國只給跨江或者跨海的大橋設計了專門的檢修通道，但其他的普通的橋梁卻沒有相應的檢修通道，這也就導致無法對橋梁進行易檢的工作。如果沒有檢修通道，也就讓橋梁的檢測和監(jiān)測變得更加困難，就會有很多區(qū)域不能做到及時檢查和修復，也就讓橋梁的檢測和監(jiān)測變得舉步維艱。如果，我們選擇用檢測車進行橋梁檢查，也就會因為占道時間長而影響交通，同時也會增加了一些監(jiān)測工作的經(jīng)濟投入，這與“低成本”的橋梁檢測目標是相悖的。

4.2 技術瓶頸

目前我國的橋梁檢測技術還在發(fā)展階段，有幾點一直都是需要我們改進的：首先，我們沒有對于傳統(tǒng)橋梁檢測技術外觀測試中測試人員的高技術要求的全面培訓體系。檢測人員也受到了來自橋梁檢測過程中對檢測人員技術水平的限制。其次，對于檢測儀器本身也存在著不具備完整的校對體系和相匹配的調試方法，另外操作人員也缺少對儀器工作原理等方面的知識理解，所以大部分還是靠平常的工作經(jīng)驗來判定。再者，在檢測過程中，對于檢測數(shù)據(jù)的手機也沒有完整的調整機制，也就導致不能對損傷區(qū)域進行有效的識別和定位。

5 橋梁檢測技術發(fā)展趨勢分析

5.1 準確把握技術趨勢

現(xiàn)如今有關橋梁工程界的巨大挑戰(zhàn)主要包括，橋梁的安全性、橋梁的耐久性和橋梁的使用功能。橋梁工程技術的發(fā)展在基于建設的基礎上也同時向建設和養(yǎng)護一起轉型。因為對橋梁結構的要求和長期使用的性能要求都在逐步提高，所以關于橋梁的檢測或者監(jiān)測及其相關的損害判斷與分析技術的研究也有了新的趨勢，主要體現(xiàn)在了深入化、集成化、標準化和智能化4個方面：（1）深入化，橋梁結構損傷機理研究將從短期到長期、微觀到宏觀、單因素到多因素逐步耦合發(fā)展；（2）集成化，無損檢測、維修和保養(yǎng)省的小型化、專業(yè)化和一體化變得越來越重要，在BIM 的平臺上，將設計、施工、檢測、監(jiān)測、維護和維修的信息緊密集成融合，將傳感、采集、與傳輸設備強有力的納入健康檢測系統(tǒng)中也是一個主要趨勢；（3）標準化，要將檢測、監(jiān)測、維護動作和質量評定的方法在傳統(tǒng)的意義上進行標準化，還要將數(shù)據(jù)互聯(lián)互通的信息標準化；（4）智能化，隨著對機理的深入研究了解，數(shù)據(jù)的累積、信息整合的日益增多和加強，以及云計算、海量數(shù)據(jù)分析和機器學習的科學技術的提高，橋梁養(yǎng)護智能化研究備受關注，人們也會通過智能化，能夠對橋梁結構的病害進行早期識別，趨勢推演、自動進行監(jiān)測評分、自動排序安全風險、智能優(yōu)化養(yǎng)護資金配置或者橋梁的壽命預測等功能，從沒可能變成有可能。

5.2 實現(xiàn)重點技術突破

5.2.1 無損傷檢測技術

傳統(tǒng)的橋梁檢測工作，是在檢測人員目測和動靜荷載實驗為基礎的前提下對橋梁損傷進行多種輔助手段的檢測。早在1990 年，橋梁無損傷檢測就伴隨著遙感技術和通信技術的日漸提高展現(xiàn)出了朝著智能、快速、系統(tǒng)化發(fā)展的十分寬闊的上升空間。尤其是振動實驗模態(tài)分析技術的研發(fā)為橋梁檢測開辟了新的發(fā)展方向。

5.2.2 無損傷識別技術

（1）小波損失識別法，因為小波損失識別法中的小波信號有很強的穩(wěn)定性，所以這種方法就適用在損失識別的波段，通過小波的反射和傳導出的特征因子，來判斷橋梁結構損傷的部位和程度。小波分析在起義信號檢測、識別信噪、分析頻帶等多種損傷識別中被廣泛地使用。（2）神經(jīng)網(wǎng)絡損傷識別法，神經(jīng)網(wǎng)絡識別法的工作原理是：利用無損傷系統(tǒng)的振動數(shù)據(jù)所形成的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡，在經(jīng)過數(shù)學方法確定出相關參數(shù)后，輸入數(shù)據(jù)。如果輸入的數(shù)據(jù)是正確的，那系統(tǒng)將不會發(fā)生什么變化，證明網(wǎng)絡數(shù)據(jù)與系統(tǒng)數(shù)據(jù)是一樣的。反之，就證明整個橋梁結構是有損傷部位的，需要及時維護。

6 結束語

通過上文分析能夠發(fā)現(xiàn)，橋梁工程在運營過程中極易受到諸多因素的干擾導致其出現(xiàn)質量問題，同時伴隨著當前我國交通運輸行業(yè)發(fā)展的迅猛，進一步增加了橋梁工程壓力。因此為了有效地保證橋梁工程整體質量，需加強橋梁技術分析，及時發(fā)現(xiàn)橋梁工程建設當中存在的問題并提出有效的解決措施，從而更好地保證橋梁工程的整體建設質量，進一步促進交通運輸行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。