桥梁检测技术研究及工程运用

桥梁检测技术研究及工程运用

发表时间：2017-09-14T09:43:55.487Z 来源：《基层建设》2017年第13期作者：巢守兰

[导读] 摘要：我国交通事业的不断进步与发展，推动了桥梁工程的建设与维护。

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摘要：我国交通事业的不断进步与发展，推动了桥梁工程的建设与维护。在经年累月的应用之后，桥梁难免会出现不同程度的结构性损伤等病害，这些病害的存在对桥梁工程的安全问题构成了严峻挑战，因此对桥梁检测技术的应用极为重要。基于此，本文在分析常用检测技术的基础上，从神经网络以及检测数据的传输等方面对该课题展开了详述。

关键词：桥梁；检测技术；研究；工程运用

1 前言

桥梁工程建设条件的不断变化，对桥梁检测技术的实际应用提出了新的要求，因此有必要对其相关课题展开研究，以期用以指导相关工作的实践，取得理想的桥梁检测技术应用效果。本文从概述相关内容着手本课题的研究。

2 路桥检测的重要性

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做出定量判断。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。

3 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。

4 桥梁检测技术

4.1 桥梁表观检查

桥梁表观检查是指，对桥梁局部、整体的构造进行几何尺寸的测量，确定和预测桥梁是否存在结构病害。无论表观检查的项目及要求是否存在不同，都应当达到能够定量反映出桥梁结构情况、以此为依据评定桥梁技术等级这一标准。

其一，结构资料调查内容包含，对桥梁原机构设计、施工工艺、施工过程、桥梁结构维修养护史等。其二，材料检测通常是对桥梁结构原材料的无损、微损进行检测。例如，对混凝土的碳化深度、强度等级、含碱量、氯离子含量、钢筋保护层厚度、钢筋腐蚀状况等都是属于材料检测范围内。对桥梁实施表观检查需要借助一些现代化的仪器设备，近年来对这些仪器设备的研究很多，发展也很快，重点研究在如何利用相关仪器实现桥梁无损检测方面。例如，对桥梁开展测试活动的测试仪器设备以及测试技术的研究在国内外桥梁表观检查研究领域数量很多，并且取得了一些成果，例如将电、磁、雷达、数字信号处理等学科融合在一起的成套测试仪器已经取得了一定的研究进展。

4.2 桥梁承载力荷载检测

4.2.1 静载试验检测法

这种检测方法主要是通过对桥梁展开静载试验，对与桥梁结构性能有关的参数进行测量。与桥梁结构性能有关的参数通常包括桥梁挠度、桥梁变形、桥梁应变、桥梁裂缝等。在进行静载试验之后，能够将这些参数测量出来，并利用这些参数对桥梁结构的刚度、抗裂性、强度等方面的性能进行分析，最后对桥梁的承载能力作出判断。静载试验检测法通常包括的检测项目有，桥梁结构的竖向及侧向挠度、桥梁扭转变形、桥梁控制截面的应力分布、桥梁支座的伸缩、转角、沉降、桥梁是否出现裂缝等。

4.2.2 动载试验检测法

与静载实验检测法相比，动载试验检测法有其特有的优势。对桥梁实施动力荷载实验的主要是为了对桥梁结构的动力性能进行研究，从而判断其运营情况以及承载能力。在进行动载试验时，一些参数十分重要。例如，动力系数、桥梁自振频率等。其中，动力系数是确定车辆荷载对桥梁动力作用的关键参考数据，将会对桥梁设计的安全性能、经济性能产生最为直接的影响。

5 检测技术在桥梁工程中的具体应用

5.1 桥梁检测中神经网络的应用。在桥梁检测的具体过程中，难以随时了解桥梁受力情况，这不只是耗费较多的人力、物力，还在测量中因测量人员存在的技术差异及繁重工作导致的疲劳，一定会在检测结果中引人人为误差。若BP模型采用人工神经网络方法进行构造，映射关系可建立在桥梁结构受力之间，在桥梁实际检测过程中，只需实地检测部分桥索受力情况，利用BP模型的映射，就能获得其余的桥索受力值。

5.2 基于GPRS实现远程传输桥梁检测数据。远程监测在早期主要利用专用网络连接设备现场与控制中心，状态信息由传感器进行采集，遵循协议向控制中心进行传送。此方式自成系统具有传送数据迅速安全的优点，不足之处主要在于通信线路需要单独进行布设，在距离较远时，使工程建设成本明显增大。随着不断发展的互联网技术及日臻完善的公用通信网络，采用GPRS实现数据远程传输已逐渐成为传递信息十分便捷的手段而作为远程监测技术被广泛应用。

5.3 桥梁检测中光纤应变传感器测试系统的应用。在桥梁检测中一般采用应变片电测技术作为无损检测方法，但测试常规电阻应变片的结果受温湿度、导线长度等环境因素的影响。光纤传感器是近年来发展起来的新型传感器，因其体积小、非导电、抗电磁干扰强等优点