桥梁检测技术及其发展趋势简述

杨 怡

（重庆交通建设（集团）有限责任公司，401120）

桥梁检测技术及其发展趋势简述

杨 怡

（重庆交通建设（集团）有限责任公司，401120）

本文主要介绍了国内外桥梁检测技术的发展，桥梁检测的基本内容。对桥梁检测常用的检测方法静载试验和动载试验进行了详细的介绍。同时介绍了国内外桥梁检测发展技术及发展研究趋势，从而推动桥梁检测技术的研究和发展。

桥梁检测;研究趋势;发展技术

0 引言

桥梁在长期的使用过程中不可避免的会发生各种结构损伤，如桥梁裂缝，桥面开裂。造成桥梁损伤的原因可能有人为因素,也可能有自然灾害。当前交通发展迅速，交通运输量不断加大，载重汽车的载重量也不断增加，这些都是导致桥梁结构损伤继而加剧了桥梁的老化及病害。这些外界因素均导致了桥梁承载能力和桥梁的抗耐久能力的降低，甚至对桥梁的运营安全造成了很大的影响，因此对桥梁遇到的病害等问题都需要进行相应的维修，加固或者改造来解决，而这些工作都必须通过先对桥梁结构进行详细和系统的检测基础上，再进行维修，加固等工作。

1 桥梁表观检查分析与评价

表观检查就是对桥梁整体与局部构造等进行详细的观测，包括桥梁几何尺寸的量测、结构内部病害的检查与结构裂缝宽度等,表观检查的项目对不同类型的桥梁有着不同的侧重点。通过表观检查的目的就是要达到可以通过直接定量反映出当前桥梁的结构状况,依据现有的桥梁相关规范对桥梁的技术等级进行评定。结构资料的调查就是从桥梁的设计、施工以及维修养护等进行详细的调查并进行了解。对于钢筋混凝土桥而言，主要是对桥梁中所包含的钢筋与混凝土进行相关的检测，这主要包括混凝土的强度，混凝土碳化深度、钢筋的拉压强度以及钢筋的锈蚀情况、混凝土保护层厚度等的检测。今年来随着无损检测技术的迅速推广，大量的无损检测技术已经在桥梁和相关土木行业中应用，这主要包括表观检测和材料检测技术，以及相光测试仪器设备的迅速发展。目前国内外对于桥梁无损检测中所采用的仪器设备和相关技术已经进行了大量的研究，相继成功研制出或正在研制的融合电、磁、雷达、超声波、数字信号处理等高技术高精度的成套仪器和设备。这些仪器测试较快且具有较为良好的效果。

2 桥梁承载力的荷载检测法

2.1 静载试验检测方法

静载试验检测法主要通过对桥梁进行静载试验,通过注水或者沙袋的方法对桥梁进行加载，最后得到试验的相关参数量,主要包括桥梁的扰度、变形、应变、裂缝宽度等。通过静载试验加载的方式可得出这些参数,从而通过得出的参数分析得出桥梁结构的强度、刚度、稳定性及结构的抗裂性能,据此判断出桥梁的承载能力，最终得到桥梁的安全性。混凝土桥梁的静载试验,一般需进行以下测试内容：

(1)结构的竖向下沉挠度、侧向下沉挠度。每个跨度内至少有4个测点,并测量得出结构最大的挠度及变形值,同时观测支座下沉值。

(2)记录测试截面的应力分布,并取得该截面的应变最大值。沿截面高度不少于3 个测点,包括截面上、下边缘的突变处。有些结构还需测试支座附近或横隔板附近的应力变化,此时应在这些地方布设应力计。

(3)支座的伸缩情况、转角的大小以及桥梁支座的沉降;桥墩墩顶的位移及所发生的转角。

就某一加载试验项目而言，根据试验荷载产生的该加载试验项目对应的加载控制截面内力或变位的最不利效应值，按下式所确定的原则等效换算而得：

式中：ηq — 静力试验荷载效率；

Sstate — 试验荷载作用下控制截面内力计算值；

S — 控制荷载作用下控制截面最不利内力计算值（不计冲击）；

(1+μ) — 按规范取用的冲击系数。

2.2 动载试验检测方法

动力荷载试验的主要目的是研究桥梁在动力荷载作用下结构的动力性能,该性能是判断桥梁运营状况和承载能力的重要标志之一。比如,动力系数是桥梁在车辆荷载作用下所发生的动力作用的重要参数,动力参数的选择直接影响到桥梁设计的安全，动力参数也不宜过大，这往往会给桥梁带来巨大的经济成本;桥梁运营过程中振动过大会影响乘客和行人的舒适性;

3 桥梁检测技术的发展趋势

3.1 桥梁无损伤检测技术

桥梁传统的检测方法是通过人工操作为主的静载试验和动载试验。进入20世纪90年代,随着科技的进步，现代通信技术与传感的不断发展,无损检测技术更是大量的运用在桥梁的检测中,先后出现了大量新的检测方法,使无损检测技术向着智能化、快速化、系统化的方向发展。

3.2 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。神经网络运用在损伤识别中的基本构建思路是∶通过得到的用无损伤系统的振动测量数据来构造网络,通过对网络的不断学习得到网络的参数样本，再通过神经网络的方法进行动态的检测。

4 国外桥梁检测技术发展动向

4.1 已启动的研究程序

(1)先进的桥面板检测系统,包括双带远红外热成像系统、地面渗透雷达等。

(2)先进的桥梁测试和健康监测系统,包括全桥监测系统的无线电发送、精确的差分式全球定位系统测量桥梁变形、应用钢传感器对桥梁超载进行测量和监测等。

4.2 探索性的研究项目

(1)声发射技术的基础性研究,发展一种改进的宽带E探测器,它有能力产生(信号) 并探测不同受力模式下的疲劳裂纹。(2)磁力控制传感器的研究。(3)用微波技术对疲劳裂纹进行探测和定量分析。

5 结 语

通过对桥梁进行检测方法可以得知,先进的桥梁检测技术是当今社会所发展的趋势和必然，通过新的无损检测技术可以时时得到桥梁的健康状况，并作出相应的维修、加固或者改造方案，保证了桥梁的安全确安全使用。传统检测方法在快捷及精度方面的劣势，使得人工智能方式的检测方式得到了飞速的发展。同时,学科交叉现象日益普遍,一些高新技术的最新研究成果应用于桥梁无损检测技术的研究,必将推动桥梁检测技术的飞速发展。

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[2]高怀志,王君杰 桥梁检测和状态评估研究与应用[J]世界地震工程,2000,(6).

[3]刘沐宇,袁卫国 桥梁无损检测技术的研究现状与发展[J]中外公路,2002,22(6).

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1007-6344（2015）06-0329-01