桥梁检测在养护中的重要作用

2014-04-15宫长兴

交通运输研究 2014年16期

宫长兴

（河北省交通规划设计院试验检测室，河北石家庄 050091）

0 引言

随着综合国力的提高，我国在桥梁建设和养护等方面的技术有了大幅度的提升，甚至可与国际同领域的技术相抗衡。然而，就当前我国整体发展而言，桥梁建设的速度以及技术的更新仍旧不能满足交通的需求。桥梁建设速度主要体现在新建桥梁的数量、规模和桥梁的养护使用等方面。本文主要探讨了桥梁检测在养护过程中发挥的重要作用。

1 路桥工程建设中存在的问题

桥梁在保证道路通畅、提高区域的联系紧密度等方面有着不可替代的作用，然而在日常使用中，桥梁会受各种汽车荷载、自然环境等因素的侵害，尤其在桥梁设计阶段因存在某些不足致使在重载汽车交通量加大的情况下桥梁的质量日益降低，使用寿命大大缩短。在日常使用中，相当一部分安全事故是由于桥梁的设计结构缺陷造成的。其主要表现为以下几方面：

（1）横向连接的可靠性、单梁的承载力等问题在预制拼装式小跨径混凝土桥梁中逐渐显现出来；

（2）节段接缝不良、腹板开裂、合龙段底板开裂、劈裂、层离等质量问题在大跨径预应力桥梁中表现的也较为明显。

引发这些问题的主要原因主要有以下几方面：

（1）桥梁在施工过程中，其质量和设计要求与施工规范存在较大的差距；

（2）桥梁竣工后，在使用期间发现存在安全隐患和病害；

（3）桥梁承载力达不到要求。

因此，在桥梁的日常维护中，桥梁的监测以及检测工作十分重要，应依照桥梁使用状况和检测结论实时对桥梁进行加固等维护措施，确保桥梁的安全使用。

2 桥梁的检测技术

进行桥梁检测和监测是为了解桥梁的使用性能，并查明某些缺陷问题或损害的原因，进而为桥梁的检修和加固维护工作提供详实的数据和参考依据，确保桥梁的使用寿命不会由于桥梁的损害或者缺陷而大幅度降低。因此，在进行桥梁养护维修以及加固等工程时，前期的检测以及检查能提供明确的指导，甚至可以决定具体的加固方案。根据检测、检查的范围、方式、深度以及目的的不同，桥梁检查可以分为：日常检查、定期检查和特殊检查。

（1）鉴定桥梁结构整体性能、功能

根据桥梁具体的受力情况，桥梁荷载试验可分为静载试验和动载试验；而根据试验持续时间的长短，可分为瞬时试验和长期试验。在静载情况下，通常要测定作用力（包括静荷载、支座反力、推力）的大小、构件的内力（包括弯矩、轴向力、剪力、扭矩等）、各种应力在断面上的分布状态以及大小、各种变形（包括挠度、相对位移、转角等）及其局部破损情况（如裂纹）等。

按照主要承重结构的不同，桥梁可分为两类，即实腹梁桥和桁架梁桥。实腹梁桥的横截面积取决于弯矩，而在均布荷载情况下弯矩和跨度的平方基本呈正比例关系。如果跨度比较大，梁腹板上的平均法向应力非常小，材料得不到充分利用，因此跨度最好不要太大；再者，为使材料得以充分利用，桁架梁桥的杆件必须承受轴向力，这样不但自重轻，且跨越能力强，在大跨度桥建造的时候应用地比较广泛。另外，实腹梁桥具有构造简单的特点，在制造和架设的时候十分便捷。

（2）桥梁健康检测

在进行桥梁检测时，首先应确定桥梁的受损程度，其次是评价桥梁建成后的工作状况。这样可为既有桥梁的设计理论提供及时、长期的由尺寸所构成的真实构建在真实的环境下，以结构响应为基础的设计验证，进而为桥梁的发展与研究提供高效率、低成本的坚实后盾。

桥梁健康检测的设计以其自身的优越性，道路交通量大大高出预测的交通流量，从而使得桥梁结构的使用寿命大大降低。目前，在国内的桥梁健康状况检测的领域中，检测技术相对比较成熟有以下的几种：声探测技术、电磁波探测技术、光纤传感器检测技术以及红外热像仪检测技术等。这充分说明我国桥梁健康检测技术在国内已经得到了很大的发展，对其结构在工作环境、运营条件特性认识的方面也将得到不断的深化和发展。

（3）公路桥梁射线检测技术

当桥梁存在缝隙或损伤时，应对桥梁进行检测，通常依据红外线的成像原理来进行检测。

红外热像检测技术利用物体表面温度、红外辐射以及材料特征之间的关系，借助红外像仪将目标的红外辐射转化成可显示的图像。其次，利用电磁波探器进行检测。电磁波探器主要利用超高频短脉冲电磁波对地下介质分布进行探测，是一种地球物理勘探的方法。在对桥梁无损的检测中，如对混凝土中孔道的定位以及钢筋的定位，或是对混凝土的疲劳度以及缺陷等检测，介质分布因构件的表面缺陷与材料对电涡流有很大的影响，因此，通过电涡流的大小判定材料表层的缺陷状况。另外，在进行检测中，必须对检测仪器或者检测装备的射线源进行有效的防护，将射线对人体造成的损害程度降到最小。这也是核子仪设计中所必须要考虑的问题。