浅谈桥梁检测技术的现状及发展

浅谈桥梁检测技术的现状及发展

摘要：随着我国经济的飞速发展，交通越来越便利，作为交通动脉很重要的组成部分，桥梁便更是重中之重，一方面是新建桥梁的安全，最主要的是已有服役桥梁的安全性能，此时桥梁检测技术更是尤为关键，本文结合现有的几种常见的检测技术做一简单分析，望对各位同仁有所参考。

关键词：桥梁；检测技术；前景

前言

随着我国桥梁建筑的日益增多，新增的桥梁在施工过程中可以直接予以管控，而对于已经服役一段时间的桥梁，其安全性能更是关系到人们的直接问题，此时，桥梁的检测便显得尤为重要，桥梁检测技术也必须要随之而进步，以适应日益繁重的检测任务。

桥梁进行安全检测的必要性

在桥梁的建设过程中，由于工程材料的不足，难免在道路公路桥梁结构设计以及工程施工过程中产生众多失误，这样就需要在桥梁工程竣工结束之后，进行相应的质量鉴定工作。另一方面，一些建成运营时间较长的工程，经过较长时间，会难免产生相应的质量问题，因此也需要进行相应的安全检测工作。如果在道路桥梁的施工过程中管理不当，或者在运营之后没有建立有效的检测预警机制，就会在一定程度增加相应的维护管理成本，进而成为政府有关部门的经济负担，同时还影响交通的通畅性，甚至造成桥毁人亡等相应的悲剧。在最近几年，在我国出现了众多的大桥垮塌事故，归其原因，是因为没有建立相应的检测预警机制，因此桥梁的安全检测工作有着十分重要的现实性意义。

2、桥梁检测存在的问题以及检测项目

目前我国桥梁在使用过程中存在的问题主要以下几点：第一，很多桥梁在实际运营过程中，在运行一段时间后，都会存在一些严重的病害，导致桥梁的承载能力大大下降。第二，桥梁的施工质量达不到工程的设计要求，严重影响了桥梁的质量。

2.1、桥梁外观的检测

在桥梁外观检测中主要检测以下几个内容：桥梁跨中挠度和裂缝、桥梁质量外观、桥梁主梁的连接部位、桥梁端部斜裂缝、拱桥的墩、拱桥中拱圈和拱顶的裂缝等等。

2.2、桥梁内部缺陷检测

桥梁大多使用的材料都是混凝土和钢材，而在混凝土构件中经常存在裂缝、空洞、剥落、蜂窝、环境侵蚀以及钢筋侵蚀等缺陷，这些缺陷通过外观检测根本是难以发现的，必须要借助其他方式来检测其内部缺陷。

2.3、桥梁材料特性检测

随着新工艺的发展，桥梁也变得越来越多样化，很多新材料被应用到桥梁结构中，但是由于对材料特性不是很熟悉，导致其在应用过程中经常会出现很多的问题。对此，桥梁在应用新材料的时候，要做好其检测工作，根据其特性实施相应的检测技术。

2.4、桥梁结构性能检测

为了更好地掌握桥梁的运营情况，可以利用静力试验或者动力试验来检测桥梁的结构性能，做出合理的分析和判断，并对桥梁的整体和局部进行细化检测，对桥梁的损失情况作出正确的定位。

3、桥梁检测中的常用技术类型

3.1、声发射法和超声波检测技术

桥梁检测即对桥梁各方面情况进行如实的评估。我国现在有许多无损检测技术，首先我们介绍声发射法和超声波检测技术。

3.1.1、声发射法和超声波检测的原理

声发射的定义为当材料因受到了外界影响后发生了结构的变形的时候，会使物体结构从变形等损伤源头以很快的速度释放出能量并因此发射出弹性波的现象。

超声法检测技术的主要原理是指在应用超声波检测仪的情况下结合声波换能器的的使用，将超生脉在传播过程中的速率、振波和主频率等数据进行统计和研究。统计好数据后要按照这些测好的数据和其变化的动态来检测桥梁的工程质量和其缺点。

3.1.2、声发射法和超声波检测的流程及优势

对于声发射检测技术来说，结构中的伤源处从形成到发展再到与其它界面之间发生断裂的过程等等，这些都可能会成为声发射源。材料发射出的这些声信号包含着许多关于物体本身的信息，对这些信号进行检测和分析，就能得到许多有用的信息，找出桥梁道路的缺陷。此技术有以下几个优点：首先，由于它检测的是外力条件下的材料活动信息，所以它可以更客观的检测出桥梁是否安全可靠；其次是它具有很高的灵敏性和实时性，而且检测范围可以达到很远；第三，即使是材料在使用的过程中也可以用此方法进行检测，两者互不干扰并且仍具有很高

的准确性。相比之下利用超声波检测技术进行桥梁检测时，由于超声波能够穿透混凝土结构并在其中传播，它具有操作简单、使用安全的优点，而且需要耗费的资金也不是很高。

3.2、地质雷达检测技术

3.2.1、地质雷达检测技术的工作原理

地质雷达监测技术是依靠地质雷达对材料发出较高频率的电磁冲击脉，材料将此频率的电磁冲击脉相应的反射回去，根据材料的反射情况来推断材料缺陷位置的方法。它可以应用于许多领域，具有较高准确度、直观而且方便快捷的高科技检测方法，又被称为探测雷达技术。

3.2.2、主要设备

（１）路面探测雷达：包括１－４套雷达。

（２）数据采集与处理系统：包括计算机、显示器、打印机、数据采集系统和距离量测仪。（３）Ｗｉｎｄｏｗｓ电脑操作软件：具有数据的采集、处理。回放及备份等功能。

（４）交流电源转换器。

（５）雷达检测车。

3.2.3、使用技术要点

（１）检测速度可达８０ｋｍ／ｈ以上。

（２）检测距离：以８０ｋｍ／ｈ的速度对路面及桥面进行连续检测不少于４ｈ（３２０ｋｍ）。

（３）最大探测深度大于６０ｃｍ。

（４）厚度数据精度一般为深度的２％～５％。

（５）检测在计算机控制下进行，可实时地同时进行数据采集、存储及雷达波形显示。

（６）数据经处理后，可显示路面彩色剖面图、三维路面厚度剖面图、雷达波形图、原始雷达波形瀑布图、桥面剥落或破损状况图，打印路面各层厚度表。路面雷达测试系统检测路面厚度的试验方法尚未列入我国路面检测规程，其测试方法可参照路面雷达测试系统使用说明书。

3.2.4、用地质雷达检测桥梁的优势

地质雷达检测方法的风险比较低，所以常用于对桥梁管道和加固区域进行位置的确定。它在低分辨率情况下进行检测的时候具有很高的准确性。还能够有效绘制空洞或剥离程度，速度快，覆盖范围广，没有对人类身体有害的辐射，所以在应用的时候非常安全。在不能有损伤的结构等要求比较严格的结构中地质雷达检测技术也是很好的选择。

3.3、红外热像检测技术

3.3.1、红外热像检测技术原理

红外热像检测技术是指当物体遇到红外辐射的时候，会呈现出一系列的热像，通过将这些温度场在物体表面的表现情况显示在图片上来观测出物体存在的缺陷的技术。应用此技术的时候会经常涉及到红外热像仪。红外热像仪器的工作原理是依据结构体内的一系列性质将红外辐射能量传递并转换给传感器，然后对电路进行放大等处理，将结构的温度表现情况显示出来。主要应用于桥梁检测中。

3.3.2、使用红外热像技术的好处

红外热像技术的好处有以下几点：首先，它具有高效率、灵活、方便易行和高精度等优点，它对温度的分辨率已经到达0.1℃，而且不论是动态还是静态，都可以应用此技术。其次，它不需要很长时间就可以对桥梁进行检测和研究，同时又不失其准确度。第三，因为红外热像探测仪是针对红外线而言的，所以当桥梁的表面温度比零摄氏度高的时候就能应用红外热像技术。第四，红外热像检测技术的探测焦距可以从20cm到无穷远，因此更加适合具有非接触性及大范围性无损检测。

4、桥梁检测技术未来的发展

随着科学技术的发展，桥梁检测技术的未来发展方向主要体现以下几点：第一，将实时检测系统与现代化网络技术相结合，达到信息网络共享的目的。第二，为了更准确、方便、快捷地进行数据的采集，可以利用无线通信技术来采集数据。第三，构建一个完善的自动损伤识别系统，将识别系统、数据处理和测量系统组合在一起加人到桥梁检测系统，使其能够自动识别、检测和反馈，减轻检测技术人员的工作量，从而更好地掌握桥梁信息。第四，根据桥梁的设计、施工、运营等不同阶段构建一个完善、准确、可靠的数据库，不断积累经验从而构建专家系统。

5、结束语

综上所述，桥梁作为我国重要的交通设施，关系到社会经济发展的命脉。为了保证桥梁的安全运营，必须经常对桥梁结构进行检测，桥梁结构检测已成为桥梁结构安全养护和保障正常使用的主要技术手段。