橋梁檢測技術(shù)方法綜述

(重慶交通大學(xué)　重慶　400000)

一、引言

我國現(xiàn)有公路橋梁大多是根據(jù)上世紀(jì)中后年代的老標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計建造的，伴隨新標(biāo)準(zhǔn)的不斷頒布按老標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計施工的橋梁就會面臨很多設(shè)計不足的問題，比如承載力過低、鋼筋等級和混凝土標(biāo)號未達標(biāo)準(zhǔn)。橋梁一旦產(chǎn)生安全隱患而不及時發(fā)現(xiàn)并消除將會造成巨大的經(jīng)濟損失，還會造成生命威脅，我國每年用于橋梁維修加固的費用不可估量，由此可見橋梁檢測至關(guān)重要。國內(nèi)外現(xiàn)在使用最多的就是無損檢測技術(shù)，以后也將繼續(xù)往這方向發(fā)展。國內(nèi)現(xiàn)在正在積極的研發(fā)無損探測技術(shù)也在探索新的檢測技術(shù)，相信在不久的將來會取得突破性的成果。

二、橋梁檢測技術(shù)

通過查閱文獻總結(jié)了橋梁檢測技術(shù)方法；現(xiàn)有檢測方法方法主要有無損檢測方法、動靜荷載檢測方法；其中無損檢測技術(shù)又包闊頻譜分析技術(shù)、圖像技術(shù)、超聲波檢測技術(shù)、探地雷達監(jiān)測技術(shù)、光纖傳感檢測技術(shù)、自感應(yīng)檢測技術(shù)、其他檢測技術(shù)(激光檢測系統(tǒng)、智能橋梁支座、新型傳感器)；如果根據(jù)時間來分又有短期檢測和長期檢測。另外根據(jù)橋梁的各個階段又有施工監(jiān)控檢測、成橋驗收檢測、運營期檢測。荷載實驗檢測指的是對需要檢測的橋梁施加標(biāo)準(zhǔn)的荷載，然后記錄橋梁的在荷載作用下反應(yīng)橋梁狀態(tài)的各種指標(biāo)，并以此為依據(jù)判斷橋梁的設(shè)計是否滿足規(guī)范。

(一)靜載實驗檢測

1.靜載實驗第一步：在進行加載實驗前應(yīng)根據(jù)需要檢測橋梁的實際情況以及需要檢測的部位提前對橋梁的相關(guān)資料如圖紙、文件等進行必要的閱讀。

2.加載荷載：靜載實驗的加載荷載需要根據(jù)檢測的目的、實驗環(huán)境、設(shè)備條件等選擇適宜的加載方案、加載設(shè)備，加載量的大小。荷載加載時需進行預(yù)加載以便發(fā)現(xiàn)檢測儀器損壞等問題；荷載加載應(yīng)分量級逐級加載，不能一次性加載過多，否則難以測出準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)；荷載加卸應(yīng)多次進行，這樣才可避免因偶然因數(shù)造成檢測數(shù)據(jù)不合理。

3.第二步觀測分析：首先對觀測撓度、轉(zhuǎn)角、變形量進行整體結(jié)構(gòu)分析，再對局部的裂縫、纖維變形進行針對性的分析；以此得出正確合理的結(jié)論。

4.靜載實驗特點：靜載實驗檢測所需技術(shù)含量相對較低，加載荷載時一般的工作人員即可勝任，這極大的節(jié)約了專業(yè)技術(shù)人員的負(fù)擔(dān)，同時節(jié)約了檢測所需的成本；另外靜載實驗檢測能夠提供專業(yè)可靠的數(shù)據(jù)便以檢測人員分析檢測橋梁的承載能力；但靜載實驗只能測定橋梁的承載能力、變形裂縫等，不能檢測鋼筋的銹蝕、鋼筋的保護層厚度、鋼索的抗拉力等；并且受實驗條件，實驗設(shè)備的影響較大。

(二)動載實驗檢測

讓具有一定荷載壓力的車輛按檢測要求以不同的速度不同的組合方式通過檢測的橋梁，事先在需要檢測的部位安裝好振動器、傳感器、記錄儀器等，這樣車輛通過產(chǎn)生的震動波就會通過傳感器傳給記錄儀器記錄下來這就是動載實驗。不同的橋梁需要采用不同的動載加載方式，檢測人員應(yīng)根據(jù)橋梁的類型和檢測要求選擇正確的加載方式。

1.橋梁動載實驗的震動方法多樣，主要有自震法、強迫震動法、脈動法，檢測下檢測人員應(yīng)根據(jù)檢測需要以及實際條件從多方面考慮選擇一者或多者。

2.各系數(shù)的測定：① 固有頻率：其中 代表兩時符號間的距離(mm)；t—時間符號的時間間隔(s)；N 為波形數(shù)；S 為 N 個波的長度(mm)：② 阻尼特性；其中D為阻尼比； 為對數(shù)衰減率。

3.根據(jù)檢測得到物理量時間歷程曲線分析橋梁的動力作用

4.動載實驗特點：檢測結(jié)果準(zhǔn)確、可靠能夠?qū)⒋俗鳛橐罁?jù)來評判橋梁的結(jié)構(gòu)動力作用是否滿足；但是動載實驗對檢測儀器的靈敏度要求非常高，因此受到的限制也非常大。

(三)無損檢測技術(shù)

在不對橋梁結(jié)構(gòu)造成損害的情況下，借助一些專業(yè)設(shè)備檢測橋梁的變形量、裂縫、混凝土的開裂受損程度、鋼筋的銹蝕程度等，通過檢測的到的數(shù)據(jù)對橋梁的健康狀態(tài)進行評估，這樣的檢測技術(shù)叫做無損檢測技術(shù)。

1.頻譜分析技術(shù)：利用波在不同介質(zhì)中的傳播速度不一樣這一原理，在橋梁的不同位置安裝傳感器然后用錘敲擊橋面就可的到不同的波，根據(jù)波普分析進而判斷出橋梁不同分層的厚度和均勻程度。

2.圖像技術(shù)：圖像技術(shù)應(yīng)用最多的是紅外線圖像技術(shù)。紅外線圖像技術(shù)就是利用不同的導(dǎo)熱性產(chǎn)生不同的溫度場，再將溫度場的分布反映在熱傳感器上形成不通過的圖像，這樣就可根據(jù)圖像來分析橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部的狀態(tài)。

3.光纖傳感檢測技術(shù)：其工作原理是將橋梁的物理信息轉(zhuǎn)換為光信號反應(yīng)在光纖傳感器上，由于光纖傳感器對不同的光信號敏感程度不同將會有不同的光譜分析圖；這樣檢測人員便可根據(jù)光譜圖的變化分析橋梁的現(xiàn)狀以及檢測鋼索索力、混凝土應(yīng)變特性等。

4.探地雷達檢測技術(shù)：其原理是橋梁內(nèi)部一旦有損壞就會產(chǎn)生新的物質(zhì)，而新的物質(zhì)與原有物質(zhì)在接收到無線電波時會有電性差從而反應(yīng)出不同的規(guī)律。利用寬帶電磁波以脈沖形式從在地下送入發(fā)射天線，在地下傳播雷達脈沖波的期間，如果遇見其電性存在差異的介質(zhì)交界面，那么地下就會有部分的雷達脈沖波的能量反射到地面上，再被接收天線接受。該檢測技術(shù)具有很大的優(yōu)點，道路橋梁缺陷區(qū)域的大小、深度及其形狀都能被檢測出來。

5.自感應(yīng)原理檢測技術(shù)：到目前位置橋梁的主要材料還是鋼筋混凝土，使用超過一定年限后，混凝土就會開裂鋼筋暴露在外就會氧化產(chǎn)生新的離子。自感應(yīng)原理檢測技術(shù)就是通過檢測橋梁自身離子的變化來分析橋梁是否遭到損壞。

6.無線電的檢測技術(shù)：橋梁在發(fā)生鋼筋銹蝕或混凝土脫層是會產(chǎn)生空洞、裂縫等，無線電檢測就是通過接收釋放的能量判斷出橋梁是否有損壞。

三、結(jié)論

國外對橋梁檢測技術(shù)的研究持續(xù)不斷地進行著已啟動的研究程序主要有:①先進的橋面板檢測系統(tǒng)；②先進避免造成損失；③先進的疲勞裂紋探測和評估系統(tǒng)；④先進的銹蝕探測和評估技術(shù)?；谝呀?jīng)獲得的成果，未來橋梁檢測將會有更多新的技術(shù)手段出現(xiàn)。

橋梁是我們連接兩岸的交通樞紐，不僅承載著車輛的運行而且承載著生命的安全。橋梁檢測是必不可少的，雖然無損檢測技術(shù)具有操作方便、對橋梁沒有損壞、能夠準(zhǔn)確檢測出損壞的位置、損壞程度以及等優(yōu)點，并且橋梁各個部分運用不同的技術(shù)均能檢測，相比傳統(tǒng)的檢測方法可操作性但傳統(tǒng)的荷載實驗也有其優(yōu)點，檢測人員不可一概而論，需根據(jù)檢測的目的、要求從經(jīng)濟、適宜的角度選擇合適的檢測方法。