桥梁结构的损伤现代检测与评估

桥梁结构的损伤现代检测与评估

发表时间：2018-03-13T15:34:41.023Z 来源：《防护工程》2017年第31期作者：史维佳[导读] 改革开放后，我国的经济取得了跨越式的发展，并发展成为全球经济体量第二的大国。

常州市交通规划设计院有限公司 213022 摘要：改革开放后，我国的经济取得了跨越式的发展，并发展成为全球经济体量第二的大国，可以说我国的发展创造了一个奇迹。当然我国之所以取得如此伟大的经济成就不仅仅靠着制造业的成熟，俗话说要致富先修路，一个地区经济的活跃离不开道路建设作为保障。而在道路建设的过程中我们很多时候需要采取“以桥代路”的方式，通过建设桥梁来导通河流或者峡谷两岸的道路交通，使两地的道路能够相连。所以桥梁建设技术的不断提升为我们的基础设施建设提供了有利条件，当然，桥梁的大量建设也给我们带来了一定的麻烦，那就是桥梁容易出现结构性损伤，一旦出现问题，对于损伤的检测与评估将会是一项麻烦的工程。关键词：桥梁结构，损伤，检测与评估

引言：近几年我国在桥梁建设方面取得了较大的成就，各种大型的桥梁在沟通两地的交通方面起着至关重要的作用。并且我国的高铁建设中大多数的路程都选择了“以桥代路”的方式，这样既能减小工程占地，同时还能大大缩短建设施工时间，如果直接将铁路建设在路基上面，一般需要经过很长的自然沉降时间，但是建在桥梁上面就不需要自然沉降。所以桥梁建设技术的不断成熟为我们的基础设施建设、经济发展和人民的生产生活带来了许多的便利。经过多年的建设和经验总结，我们的建设技术已经获得了突破式的发展，从以前的结构单一的小型桥梁结构，到现在的各种大型桥梁的建设，当然我们还能根据地区地形地貌的不同设计不同的桥梁结构，使其达到最优的稳定性。当然虽然桥梁建设已经取得了如此大的成就，但是桥梁在各种外力的干扰下也会出现各种结构性损伤，比如地震、车祸等外力的作用。而一旦出现这些问题我们就需要对桥梁的损伤进行相应的检测与评估，判断桥梁受损程度，进而确定桥梁的修复方案。所以即使桥梁建设技术已经如此成熟，桥梁损伤的检测与评估仍然是我们在桥梁工程中关注的焦点。

一、桥梁结构损伤检测的现状

随着科技的快速发展和近代桥梁建设技术的不断提升，传统的无损检测技术得到了较大发展，并且在现在已经发展出了许多的检测技术，其中在现在的检测中应用较多的检测技术主要有超声检测、红外检测、声发射、自然电位检测、冲击回波检测、x射线检测、光干涉、脉冲雷达、振动试验分析等数十种之多。当然这其中的大多数方式属于局部检测方法，他们的检测精度较高，可以较为全面的对桥梁的结构性损伤进行检测。但是，由于这些检测方法需要展开人工地毯式检测，需要消耗大量的人力和物力，所以这些检测方法大多只适用于中小型的桥梁检测中，对于现代的许多大型桥梁的检测有一定的弊端。同时某些无损检测技术应用于桥梁结构上还存在着一些不利因素，比如X 射线检测法只能检测一定厚度范围内的混凝土，对检测空间有一定要求，且有一定的放射性危险。一旦桥梁的混凝土厚度较厚时，这种检测方式就无法发挥其作用。超声波检测虽然对钢结构检测效果较好，但对混凝土类各向异性材料的检测不够准确，检测设备成本较高；红外检测法可远距、快速的进行检测诊断，但检测成本较高且对交通流量有影响。所以今后的检测技术发展方向是扩大先进检测技术的应用范围，并积极研究、应用小型的自动化程度较高的检测仪器。

二、桥梁结构的损伤检测与评估

1、桥梁结构的损伤检测

桥梁结构的损伤检测是要对桥梁结构中的各种数据进行分析，而这些数据的来源主要是通过各种传感器测得的，在对桥梁尽行检测的时候要将大量的功能传感器安装在桥梁上面。结构中传感器的数量和位置对模型参数估计的质量和偏差有重要影响。然而，因为对于大型的桥梁建筑而言，由于体积巨大，要想通过传感器获得结构完整的模态数据是不可能的，测量只能得到所有自由度中的一部分模态，我们要通过这部分数据来对整个桥梁的结构损伤尽行分析，并且在这一过程不可避免的会引入误差和导致损伤检测难度加大。这就需要我们选择更加合适的传感器、合理布置传感器的位置，并且通过这些传感器能够获得更加合理和科学的桥梁数据。同时在对数据进行处理的时候我们要选择最优化的方法，减小数据处理过程中的误差。在现在的检测过程中主要有：（1）动力指纹法：通过分析与结构动力特性相关的动力指纹的变化来判断结构的真实状况。；（2）模型修正法：利用直接或间接测得的资料，通过条件优化约束，不断的修正结构模型的刚度分布，从而得到结构刚度变化的信息，实现结构的损伤判别与定位。

2、桥梁结构的损伤评估

对桥梁结构损伤的评估主要是将我们测得的数据进行分析，通过各种数据分析判断桥梁的结构受损程度和受理情况，进而对桥梁的损伤有一个具体的掌握。在现在的桥梁检测分析中，我们将人工智能应用在了桥梁结构损伤的检测中，并且通过这种方式我们可以更快更方便的对桥梁的检测数据进行处理，减小了人工处理过程中的误差，提高了工作效率，其中应用最广泛的便是将神经网络与专家系统结合的分析方法。神经网络具有集体运算能力、自适应的学习能力、还有较强的容错性、鲁棒性，能进行联想、综合和推广。传统的损伤评估算法基于精确的数学建模，而对于复杂结构的性能尚未达到精确理解的程度。而神经网络法可以保存结构损伤与未损模式，并可进行自学习，进行对比分析就可辨识损伤。而基于知识的专家系统汇集了专家们的知识，突破时域限制，使损伤诊断与评估逐渐走向智能化、自动化。同时专家系统一般都融合了模糊理论，以增强适应处理不确定性信息的能力。由于专家系统是基于符号的推理系统，具备解释功能，但获取知识困难，而人工神经网络具备学习能力，但不具备解释能力，将专家系统和人工神经网络结合起来建立结构损伤智能诊断系统显现出了良好的发展前景。

结束语

桥梁建设是我们现代基础设施建设中经常面临的建设项目，通过桥梁我们可以实现两地交通的导通，方便两地的交流与发展。在桥梁工程中桥梁的损伤性检测与评估是我们经常面临的问题，一旦桥梁遭遇了重大外力的冲击，就有可能出现结构性损伤。并且即使没有外力的作用，桥梁经过长时间的使用也需要对桥梁的损伤程度进行检测，以监控桥梁的稳定性保证桥梁使用的安全性。所以不断完善瞧见损伤检测技术是现代桥梁建设的重点工程。参考文件