桥梁检测技术研究及工程应用

夏正爱

【摘要】随着我国交通事业的迅速发展，我国的桥梁事业已逐步进入大规模新建和维修加固的并举阶段。桥梁检测是通过试验，掌握桥梁结构的实际工作状态，判断桥梁结构的承载能力和使用条件，检验结构使用质量。本文通过介绍桥梁检测的意义、内容和检测方法，运用实际工程案例进行研究，探讨桥梁无损检测技术及工程运用情况，以期能为相关工作提供参考。

【关键词】桥梁检测技术；工程运用；发展方向

1、基于结构测试技术的桥梁特性分析

结构测试技术偏重于结构的整体分析，通过模拟加载及其相应力学指标的量测，实现对桥梁实际工作状态与性能的鉴定和评估，分为静荷载试验和动荷载试验。结构损伤的发生必然导致结构刚度、阻尼等性能参数的改变，因此，通过施加荷载并运用有关仪器设备可获得对应的结构响应。分析结构静力和动力响应量的变化特性，从而量化评价结构损伤状态，即进行结构反分析。

1.1基于静载试验的结构测试

静载试验是在代表性桥跨的最不利位置布置设计荷载或其等效荷载，通过测试控制截面的静位移、静应变、静转角、裂缝等项目，以推断桥梁结构的工作状态。一般分为四个阶段，即试验方案的设计与分析阶段、加载与观测阶段、试验资料分析阶段和结构性能分析阶段。基于结构静态响应的损伤以系统识别法最为实用，即通过结构响应实测值与理论计算值的对比和模型参数的反复修改，使两者达到可接受的程度，获得校验系数η，进而评价结构性能。选取适当的识别参数是系统识别方法的关键，对于钢筋混凝土梁桥，一般可选取梁的截面刚度作为待识别结构模型参数；对于其他桥型，可以转化为杆件系统，以杆件的刚度作为识别参数。

1.2基于动载试验的结构测试

桥梁结构动载试验利用某种激振方法激起桥梁的振动，测定其固有频率、阻尼比、振型、冲击系数等行车响应参数，从而判断桥梁结构的整体刚度和行车性能。桥梁结构动力响应损伤识别在理论上和实际中被大家认可的是融合振动理论、振动测试技术、信号采集与分析等跨学科技术的试验模态分析法，其识别方法主要有有系统识别、神经网络、遗传算法等。动载主要试验解决动荷载、动力特性和强迫振动效应三类基本问题。桥梁动载试验的激振方法根据测试目的的不同，一般可分为脉动试验、跳车试验、跑车试验和刹车试验等。

2、桥梁检测的主要内容及检测技术分析

2.1 桥梁检测的主要内容分析

桥梁在整个交通系统中占据着重要的位置，对桥梁进行实施检测能有效保障桥梁质量安全，在检测过程中的主要是对桥梁的结构设计以及施工的质量实施的检测。在检测的作用下能顾对桥梁自身所承受的力以及老化状态得以详细的反映，实行检测的情况比较多样，由于桥梁的类型不同所以在结构上也有着差别，而进行检测的多数是运营时间较为长久的旧桥。由于旧桥的建造时间相对比较长远，有些功能和现阶段的发展不能得到有效的契合，所以这也为桥梁的检测提出了高要求，另外就是由于社會的发展在桥梁的建设上也会运用一些新的工艺和技术，在质量控制上就比较复杂，所以桥梁检测工作在这一环节的作用也就愈来愈重要。

2.2 桥梁检测关键技术分析

现阶段我国的桥梁检测技术已经有了新的发展，其中的人工神经网络检测技术以及GPRS桥梁远程监测技术、数字图像处理技术等，在实际工程当中的运用起到了较好的作用，对桥梁的质量安全有了保障。其中的人工神经网络检测技术主要是对桥梁进行实施检测过程中，为能够对桥梁受力有动态的信息掌握，故此就需要对大量的人力财力等有着诸多消耗，然后由于测量技术上的差异性所以在比较繁重的检测上就得不到较好效果的反映。而人工神经网络检测技术主要是通过BP模型的构建，对桥梁的结构受力进行建立映射关系，这样就能将桥索的受力值得以准确的反映。GPRS桥梁远程监测技术是近些年新兴起的测量技术，和以往的远程监测的工作相比较而言有着效率上的提升。以往的远程监测的工作过程中，通过专网将设备现场及控制中心相连接，而在传感器对信息采集之后就传输到控制中心，但一定要在单独的通信网络布置下才能得到实施，倘若是在距离上比较远那么就会在成本上得到增加。随着科学技术的进步，在以往的远程监测基础上创新的GPRS远程监测技术能弥补传统监测技术的不足，使得在实际的监测效果上得到最佳的体现。还有就是数字图像处理技术在桥梁检测过程中的应用，这一技术也是新兴的测量技术，在对被测对象进行实际的测量时，主要是将图像作为检测及传递信息的手段载体，从图像当中进行提取所需要的信息。这一技术对人工检测的效率低问题得到了解决，并且不会受到环境因素的影响，在准确性以及安全性上有着重要保障。

3、现代桥梁检测技术及在工程中的应用

3.1 GPRS技术在远程测量当中的应用

远程测量是现代桥梁检测工作当中的重要技术，其可以通过专网专项，将现场检测设备与远程控制中心网络相连接，并利用先进的检测仪器对传回的数据进行分析。这种技术的主要优势在于能够全天候对桥梁进行检测，数据处理速度较快，并且能够实现数据共享。但在实际应用的过程中，需要根据桥梁工程和检测工作的需求搭设专网，这些专网的针对性较强，不能被用于其它用途，因此不仅增加了技术成本的投入，还增加了资金成本的投入，需要进一步改进。

3.2 神经网络的应用

在传统技术检测下，无法对桥梁整体细节受力情况进行充分的了解，在检测的过程中需要消耗大量的人力物力，并且检测数据还会受到各类因素的影响。而现代神经网络技术则可以立起一个桥梁结构受力变化模型，通过人工神经网络方法构造BP模型，在桥梁结构受外力影响时建立映射关系，在实际检测时只需要对桥索的受力情况进行实地检测，就能够利用BP模型的映射获得桥索的受力值。

3.3 数字图像处理技术的应用

现代数字图像处理技术已经成为了工程测绘当中应用的重要技术，其能够对桥梁受力检测过程中所产生的受力变化数据进行处理，使其形成图像数据，通过图像数据直接反应各种变化情况。而在现代计算机网络下，图片数据在传输过程中受到的影响较小，不会受到外界因素过多的影响，传导速度快，效率高，误差率较低。

3.4 光纤应变传感器技术

在现代桥梁无损检测技术当中，应用比较广泛的是应变片电测技术，但是以往所使用的电阻应变片在检测时很容易受到桥梁周围环境当中的湿度和温度的影响，导致导线的电阻率改变。光纤传感器是21世纪初期的重要发明，其主要优势在于不用考虑其导电性能，对外界环境当中的温度、湿度以及电磁波等的干扰具有极强的抵抗作用。另外这种设备体积较小，能够对同一平面内的多个测试点进行全方位测控，还可以将其作为大型检测设备当中的辅助元件。光纤应变传感器利用光纤传输技术，对数据的采集和传输速度更快，加之现代光纤网络技术的不断发展，使得这一技术的应用范围更广，兼容软件更加丰富。其多点检测的优势能够保证整体检测时不会出现盲点，对桥梁各部分的应力变化基于全面的捕捉和分析。

结束语

总而言之，桥梁的检测技术在桥梁工程中的具体应用能够保障桥梁的整体质量，检测技术的实施过程中，要注意的就是检测人员自身的素质，要能够在业务水平上得以有效提升，并不断的将创新精神在桥梁的检测过程中进行融入，将最为先进的检测技术加以应用。

参考文献：

[1]李蔚英.桥梁健康状态模糊综合评判[J].河南城建学院学报，2014（05）：89-91.

[2]刘斌.有粘结预应力混凝土结构使用阶段预应力钢筋的应力分析[J].建筑技术开发，2014（10）：102-103.

[3]袁万诚，张启伟.桥梁健康检测与状态评估的研究现状与发展[J].同济大学学报，2012（27）：4-5.