桥梁结构健康检测与评估方法发展现状综述

唐恩寿

【摘要】近年来，随着我国经济的高速发展，道路桥梁的建设也日益完善。道路桥梁的建设，在很大的程度上方便了人们的生活，使得人们的出行更为方便。就现在的形式而言，桥梁的安全性越来越受到重视，对于桥梁的质量以及结构健康越来越严格，本文主要对桥梁结构健康检测与评估方法发展现状综述进行分析。

【关键词】桥梁结构；健康监测；评估方法；发展现状；

一、前言

近些年，我国的经济在高速的发展，使得各行各业也获得了较大的发展。经济的发展，离不开良好的交通。但是由于我国土地广阔，导致仍有很多地区的桥梁建设仍不完善，部分地区的桥梁年久失修，为当地的交通留下了巨大的安全隐患。下面我们就对桥梁结构健康监测与评估方法发展现状进行分析探讨。

二、桥梁结构的安全监测

近年来，桥梁结构的安全检测越来越受到重视，监测主要分为状态检测和病害诊断和，着两者之间不但相互联系而且有所区别。在这两者之中，病害诊断桥梁安全结构监测技术是一种层次相对较高的检测技术，这种检测技术不但要求对桥梁结构的病害的部位及其原因作出评估判断，而且还要初步诊断出橋梁结构的，检测出来的结果可以给桥梁的结构管理的正确决策提供科学可靠的依据，这种监测技术因此又被称为精密诊断。另外，状态检测主要是通过一些特殊方法对桥梁结构的特征参数测量，尤其是应力、变形、温度、、振动等特征参数，通过这些参数来判别桥梁结构工作的状态是否良好，因此状态检测又被称为简易诊断。状态监测主要是用来对桥梁结构有没有病害进行分析评判，在一般情况下，技术人员只需要选择合适的检测周期、检测参数和测点就能得到较好的检测效果。简易诊断主要对桥梁结构状态做出迅速准确的综合概括性评价，同时，相关技术人员还应当结合检测经验对桥梁结构的状态作出初步预估判断；然而精密诊断则主要是通过简易诊断中所判定的有异常情况的桥梁结构进行更为深入的评估和测量，最后再确定使用何种合适的技术措施对问题加以修正。就桥梁结构监测的整个过程来说，状态监测是确保桥梁结构的监测准确性的基础工作，因此，相关技术人员必须保证状态监测采集数据的是正确的数据，病害诊断在状态检测基础上进行了发展和深化，病害诊断的最终目标是桥梁结构的病害控制。

在桥梁结构检测工作的过程中，倘若桥梁结构出现了病害，检测参数会表现出与正常数据的差异性，而且这种差异经常包含着丰富的信息。桥梁结构安全检测的最终目的是通过监测数据来找出桥梁结构病害的主要特征，并且对桥梁的结构安全度进行分析探究。桥梁结构安全检测工作一般包括桥梁结构的病害分离与病害特征提取，评估、、决策等。

三、桥梁结构状态的评估理论及方法

1、荷载实验法

顾名思义，荷载试验法就是通过对所测试桥梁加大荷载量（以不垮塌为前提）来对桥梁结构体系的反应进行数据的收集整理、分析并进行判断的方法，这是目前对桥梁结构受力性能检测的最直接有效的方法。下面笔者就对静态荷载法与动态荷载法进行分别说明。

（一）静态荷载法

对桥梁增加静态荷载，仔细搜集桥梁在静态荷载中各个观测点的静态应变、横向分布系数以及裂缝特征参数（裂缝高度、宽度和数量），经过对比分析，可以得到桥梁结构在不同荷载级别时桥梁结构的状态。这里需要特别强调的是，当静态荷载过小时，评估结果会有较大误差，不足以对桥梁的健康状态做出判断。

（二）动态荷载法

对桥梁结构施加动态荷载，如大型货车、小型拖拉机等，测出在实验车辆迅速通过桥体或紧急刹车时的桥梁结构反应，如振幅、震动周期、冲击系数等数据。将所收集到的数据进行比对分析，再与理论值进行比较，可获得对桥体结构承载力的评定。

2、外观观测法

外观检测法是指通过定期的对桥梁结构关键部位进行直观观测的检测，通过对比周期数据以及发现出现的变动，再根据数据的变动进行分析验算从而所获得检测结果，以下是外观观测法的具体操作方法：

（一）原始资料收集

原始资料的收集是指桥梁结构原始图纸的收集、还有对施工时施工工艺的调查和桥梁的维修记录等。

（二）通过技术人员仪器检测

技术人员进行仪器检测工作，需要对桥梁结构进行定期的外观观测，并使用仪器检测，如超声波、混凝土回弹仪、显微镜等仪器可先对局部进行无损检测。

（三）对钢筋锈蚀的检测

混凝土的耐久度差，容易受环境的影响，年份久了的混凝土保护层容易脱落或开裂，导致桥梁结构体部分钢筋外露，评估人员可以通过桥梁结构的敲击、外观检查来推断出混凝土内部钢筋锈蚀情况，也可以通过对结构体裂纹较大的地方，通过钻芯取样，从而判断混凝土内部的钢筋锈蚀情况，以便于下一步桥梁结构的加固。

四、桥梁结构健康检测发展现状及趋势

桥梁结构健康监测是指现场的无损传感技术的利用，通过结构响应在内的桥梁结构系统的特性分析，从而达到检测桥梁结构退化或者损伤的目的。桥梁结构健康监测主要是通过一系列传感器从而得到系统定时取样的静力和动力响应测量值，再从这些测量值中特意抽取对损伤较为敏感的特征因子，并且对这些特征因子进行系统统计分析，从得到的数据统计中获得结构桥梁当前的健康状况。所谓的桥梁结构健康监测技术，主要是指运用一些专业设置在桥梁的关键部位安装测试元件、测试仪器、测试系统，在线，实时的测量桥梁结构在使用过程中的各种情况及其数据，并将这些数据传输给中心控制系统，按照事先确定的评估方法与反应限值，切实地评估桥梁结构的当前健康状况，如果有必要，可以提出响应的紧急处理措施，如果处在极端情况下，可以给出关闭交通或者警示信号。

目前阶段桥梁结构的健康监测主要应用用于大跨度的重要桥梁，是传统检测技术的延伸和发展。它的监测内容不但广泛全面、测试诊断也十分正确、而且实现估实现了评估的自动化。能够根据实际情况发现不良反应和桥梁病害并且及时进行应急处理。桥梁结构健康监测技术是一个跨学科的综合性技术，它不仅包括工程结构、信号处理、动力学、通讯技术，而且还包括了模式识别、传感技术、材料学等多种学科方面的知识。可以说，桥梁结构健康监测技术是减灾防灾领域安全监控的一场革命，是未来桥梁检测技术的发展的趋势。

五、结束语

经过上述文章的对桥梁结构健康检测与评估方法发展现状综述的详细介绍，相信大家对桥梁结构健康检测与评估方法发展现状综述都有了一定的了解。桥梁结构监测工作是一件细致又非常复杂的工作，要做好这一份工作不仅需要丰富的工作经验，而且还需要掌握理论知识。另外，监测的过程中需要先进的仪器和高超的技术，将科技与技术结合起来。总而言之，我国的桥梁事业还有很长的一段路要走，还需要相关人员的不懈努力。

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