新形势下公路桥梁检测技术探析叶繁

新形势下公路桥梁检测技术探析叶繁

发表时间：2019-05-05T13:30:54.483Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年1期作者：叶繁

[导读] 对公路桥梁进行检测，可以提前发现公路桥梁中存在的安全隐患，及早采取措施。本文针对公路桥梁检测技术相关问题进行了探讨。

叶繁

东莞市经纬公路工程有限公司

摘要：对公路桥梁进行检测，可以提前发现公路桥梁中存在的安全隐患，及早采取措施。本文针对公路桥梁检测技术相关问题进行了探讨。

关键词：公路桥梁；检测；重要性；技术运用

引言

随着我国经济的迅猛发展，推动了交通运输业的发展，公路桥梁工程随之不断增多。同时伴随着我国公路桥梁事业的不断发展，一些桥梁逐渐进入到养护维修阶段。因此，就需要公路桥梁施工检测技术，而公路桥梁检测是一项复杂而巨大的工程，为了保证公路桥梁的质量，不仅需要专业人员的细致工作，还要有先进的检测技术为支撑。

一、路桥检测的科学意义

路桥建设过程中，工程材料的自然缺陷、工程结构设计、建造和施工的失误难以避免，当路桥建成之后，如何对路桥的实际品质进行鉴定是业主最关心的问题。船舶和汽车等批量生产的机械设备，可以通过破坏性原型试验来检验设计目标的满足程度。路桥等建筑结构属于单件生产，不可能进行破坏性原型试验，因此，非破坏性检验技术受到了特别的关注。巡回目检简单方便，但缺陷也是显而易见的。不仅目检结果因人而异，而且无法对路桥的整体品质作出定量判断。由于对路桥质量目前尚缺乏严格系统的量化检验方法，结果使一些劣质工程得不到及时发现和处理。轻则增加了日后的路桥维修保养成本，使国家和地方财政负担加重；重则很快便发生桥毁人亡的惨剧。因此，研究路桥结构的检测方法和技术不仅具有重要的理论价值，而且具有广阔的应用前景。

二、我国公路桥梁施工检测存在的主要问题

就公路桥梁表面缺陷检测而言，目前仍以人工目检方式作为主要手段进行检测评估。尤其对于混凝土公路桥梁来讲，检验和评估表面裂缝是重要的检测项目之一。据有关数据证实，裂缝是造成公路桥梁损坏的首要原因，其次是剥落、坑洼等质量问题引起的桥梁损坏。当公路桥梁出现使用缺陷后，要及时进行检查和观测，在掌握缺陷特征的基础上，分析造成缺陷的原因及其危害后果，根据缺陷的性质确定修补方案，确保修补方案的可操作性。虽然近些年国内外的一些专家学者在对路桥检测的研究中取得了一些成果，但是这些成果在实际检测中的应用却仅限于初步，想要普及推广仍需一定的时间，特别是一些检测方法在应用中难度较大，如光导纤维植入式检测法，这种检测方法需要将具有检测功能的光导纤维植入到路桥上，然后通过光纤的变形情况来判断桥梁的损伤状况。但是由于这种检测方法的成本较高，并且施工也比较困难，目前仍未普及推广使用。再如利用雷达和声波等扫描分析对路桥进行检测，这种方法目前尚不能实现实时监测，并且成本相对较高，需要专业人员操作，这些影响了推广使用。

三、公路桥梁检测技术与具体运用

3.1 公路桥梁的外观检测技术

外观检测是公路桥梁运用得最普遍的检测技术，通过最直接的观察，可以得出公路桥梁的病害以及病害的原因。一般而言，桥梁的外观检测可以根据桥型进行不同部位的检测，主要有跨中部位、端部、主梁连接部位、构件等，查看是否有裂缝、位移，连接部位的情况是否正常。依据受力的特征来进行有重点的检测是比较有效的，桥梁是一个多结构的组合，上、下、附属结构的受力各有不同，所以病害也会体现出一定的差异性，要依据具体的实际情况进行深入的分析，根据病害的不同、病害部位的不同进行检测。

3.2 公路桥梁的内部检测技术

公路桥梁的内部缺陷主要指的是混凝土构件的缺陷，主要有空洞、裂缝、蜂窝、钢筋锈蚀德国，这些缺陷通过外观的检测一般难以发现，这就需要借助于其他的检测手段和方法。可是对内部的检测又不能对公路桥梁产生损坏，不能不它剖开来看，所以只能运用无损检测方法。随着现代科学技术的发展，常用的公路桥梁内部缺陷的检测方法主要有声波检测、超声波检测、雷达检测等几种方法，这些方法都能够有效的检测出公路桥梁的内部缺陷而不带来公路桥梁的物理性损坏。

3.3 建筑材料检测技术

虽然新的材料被不断的运用到公路桥梁的建设当中，但是目前运用的最多的还是钢筋混凝土。公路桥梁中所用钢筋的型号、强度一般都是依据设计要求而定。如果在施工当中，钢筋出现了问题，运用得不规范，就会造成质量上的问题，并且给投入使用后的检测也带来极大的不便，不利于找出问题的原因。在检测的时候就要采取一些措施进行检测，如简单的击打检测、外观检测都可以发现一些问题。对混凝土强度的检测目前主要运用的方法主要有超声波检测、回弹法、断裂法、取芯样试验检测法等方法。其中超声波检测法、回弹法因其对公路桥梁不会造成损害，是无损害检测方法，所以运用的比较广泛。

3.4 结构性能检测技术

公路桥梁结构性能的情况直接影响着公路桥梁的质量。但是对结构性能的检测一般比较复杂，过去传统的检测方法是通过对外观和部分构件的特性进行检测，这在一定程度上可以检测结构的性能，但是不全面，难以做到对公路桥梁整体系统的评估。近年来，传统的检测方法得到了很大的发展，现在对公路桥梁的检测提倡无损害检测，科技的发展已经提供了这样的检测方法，并被大量的运用到检测当中。自然电位检测法、X光线检测法、脉冲雷达检测法、超声波检测法、红外检测法、振动试验分析法等都在公路桥梁的结构性能检测中发挥了很好的作用。

3.5 损伤的综合检测技术

损伤检测方法主要有综合损伤检测和局部细化检测两种方法，对公路桥梁损伤的检测目前主要是运用综合检测的方法。综合检测的方

法又可以分为两种，即试验模态分析法和应变模态测量法。前者是通过对桥梁动态特性的测试，得到结构参数的变化进而估计损伤的情况。对于桥梁的结构性损伤，这是一种比较很好的检测方法，也是目前检测技术发展的一种大趋势。后者的原理是位移模态和固有应变分辨不状态之间的对应关系反映的结构的固有特征。就目前来说，这种检测方法要进行实际的操作还有一定的困难，但是也应该看到这种检测方法的潜力，它克服了传统检测方法中的应变测量系统的弊端，是值得深入的探索的一种损伤综合检测方法。

四、桥梁检测技术的发展趋势

4.1桥梁无损伤检测技术

传统的桥梁检测方法主要依赖于动静载试验和检测人员的现场目测，辅以混凝土硬度实验、超声波探测、腐蚀作用实验等多种检测手段。进入20世纪90年代，随着现代传感与通信技术的发展，无损检测技术更是出现了前所未有的发展势态，先后涌现出一大批新的检测方法和检测手段，使无损检测技术向着智能化、快速化、系统化的方向发展。

近年来，致力于桥梁检测的研究人员提出了许多成功的方法对桥梁进行非破坏性评估。一些新的方法被广泛应用于桥梁检测，如利用相干激光雷达测试桥梁下部结构的挠度，利用全息干涉仪和激光斑纹测量桥体表面的变形状态，利用双波长远红外成像检测桥梁混凝土层的损伤，利用磁漏摄动检测钢索、钢梁和混凝土内部的钢筋等。随着振动实验模态分析技术的发展，运用振动测试数据进行结构动力模型修正理论得到了充分的发展，为桥梁结构的安全检测开辟了新的途径。基于振动模态分析技术，人们研究发现结构的动力响应是整体状态的一种度量，当结构的质量、刚度和阻尼特性发生变化时，选用结构振动模态作为权数，对结构损伤前后的模态变化量进行加权处理，从而实现对单元损伤的识别和有效定位。

4.2桥梁结构损伤识别技术

（1）小波分析损伤识别法。由于小波分析适合分析非平稳信号，因此可作为损伤识别中信号处理的较理想的工具，用它来构造损伤识别中所需要的特征因子，或直接提取对损伤有用的信息。小波分析在损伤识别中的应用是多方面的，如：奇异信号检测、信噪分离、频带分析等。

（2）神经网络损伤识别法。神经网络在损伤识别中的基本思路是：首先，用无损伤系统的振动测量数据来构造网络，用适当的学习方法确定网络的参数；然后，将系统的输入数据送入网络，网络就有对应的输出，如果输入过程是成功的，当系统特性无变化时，系统的输出和网络的输出应该吻合；相反，当系统有损伤时，系统的输出和网络的输出就有一个差异，这个差异就是损伤的一种测度。

结束语

目前，我国早期建设的大部分桥梁都已进入了病害的集中爆发时期，尽快地展开桥检工作是多数桥梁的急切需求。另一方面，桥梁施工检测的设备还不够完善，功能也比较单一，加之价格比较昂贵，桥检工作量难以满足待检桥梁的检测需求。我国的公路桥梁施工检测行业未来的发展应向着智能化、信息化、自动化的方向努力，尽快提升我国公路桥梁施工检测技术水平。

参考文献

[1] 《公路和桥梁检测技术》周德军，人民交通出版社.

[2] 宣纪明，沈福兴.桥梁检测技术研究及工程运用[J].桥梁建设，2007.