桥梁检测技术及其发展趋势简述

李 譞

（重庆市市政设计研究院， 重庆 400000）

0 引言

我国的交通运输发展越来越迅速，随之而来的交通运输量也得到了大幅度的增长，道路所需要承受的重量也越来越大。因此，桥梁在长期的运营过程中不可避免的会产生结构性的损伤，桥梁的耐久度及承载能力将会逐步降低，直至威胁到桥梁的安全运营。桥梁在使用过程中受到结构损伤的因素非常多，大致上分为人为因素和自然因素。在对受损桥梁进行相关维修、加固和整治工程前，必须对其整体结构进行全面检测。因此，桥梁运营过程中的整体结构检测是十分有必要的。

1 桥梁承载力检测

1、动载试验检测方法

为了对桥梁结构的动力性能进行深度研究，可以采用动载试验检测方法，以此可以对桥梁整体的运营状况进行了解。为了确定车辆荷载对桥梁动力的作用，需要对动力系数进行测量，动力系数是最重要的技术参数之一，在一定程度上影响着桥梁设计的安全性。为了保障行人的行驶舒适度，需要将桥梁的振动幅度控制在一定范围之内，如果桥梁的自振频率超出了控制范围外，就会形成共振现象。通过改变桥梁的自振频率，可以对桥梁结构损伤状态方法进行优化，观察桥梁振动模态的整体变化，以此可以对桥梁结构参数进行精准的估计，这是桥梁损伤检测的基础。通过运用常规的试验模态分析测试方法，可以获得桥梁整体的振动模态。桥梁整体使用过程中，会有专门的工作人员对每一个损伤测点进行记录，以便于可以观察桥梁振动模态整体参数的变化，通过大数据的汇总和分类，可以对桥梁的结构损伤位置进行预测。

2、静载试验检测方法

变形、挠度、裂缝是桥梁工作性能相关的一些参数，为了有效地测量出这些参数，需要借助静载试验来完成。在大数据的分析测量中，以此对桥梁的抗裂性能和强度进行分析，混凝土桥梁的静载试验内容繁多。对桥梁的结构竖向挠度进行分析，挠度的每一个变形值都需要进行记录，通过观测每个实验的下沉值，可以对整个控制截面进行有效分析。桥梁结构需要时刻关注是否出现裂缝，裂缝会降低整体桥梁结构的荷载能力，需要及时的对裂缝的位置进行明确，此外还需要对裂缝的长度、宽度及卸载后的闭合情况进行了解，导致裂缝出现的原因有很多种，无外乎建桥初期设计不合格，以及后天的自然因素。桥梁工程进行设计师，没有考虑到桥体的荷载问题，实际的荷载要远远超出设计时的荷载。最后还有一点就是，桥梁在当初设计时所采用的原材料质量存在问题。细观察卸载后的残余变形。对特殊结构而言，如悬索桥和斜拉桥，尚需观察索力和塔的变位并进行支座的测定。

2 桥梁检测技术分析

1、结构损伤识别

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。在测量条件处于非平稳信号状态时，可以采用小波分析损伤识别技术，小波分析损伤识别技术是最为理想的处理工具。通过对信号进行仔细分析，可以对其中的特征因子进行精准识别，在提取对桥梁结构损伤相关的信息时，小波分析损伤识别技术有利于信号的提取。小波分析在桥梁结构损伤识别中得到了广泛应用，在信号噪音分离、奇异信号检测及其他的频带分析时，可以利用分析法进行精准的信号提取。在构造检测网络的过程中，需要依靠振动测量数据，振动测量数据处于无损伤的系统中，这是神经网络的损伤识别基础思路。为了确定不同种类的网络参数，需要选择不同的测量方式，在网络中还需要输入不同的数据，以此网络作为反馈，就会有不同的数据输出。整体的输入输出过程需要达到对等，如果两者之间是相通的，就证明整体系统是成功的。如果系统中的特性没有任何的变化，输入输出之间的关系就会形成对等，系统如果出现了损伤，输入输出两者之间也会形成差异。

2、无损伤检测技术

动载试验和静载实验是桥梁检测的主要方法，工作人员通过现场实际目测，可以对桥梁的检测进行精准的监管。在整体检测的过程中，还具有许多其它的检测方式，超声波探测和硬度实验是最为常用的检测手段。现在科学技术在快速的向前发展，通信技术和现代传感技术推动了桥梁无损伤检测技术的发展，通过降低对桥梁结构的伤害，对桥梁整体结构进行检测。科学技术的发展推动了检测方法的发展，智能化和高效化的无损伤检测技术，是未来的桥梁检测技术发展趋势。对细节方面的处理一定要非常重视，为了防止混凝土表面会出现裂缝，一般会将模板进行螺栓固定，这样在一定程度上可以大幅度的去提高模板的牢固性，同时这样做，在以后的模板拆卸过程当中也会非常的方便。对桥梁结构进行整体检测的过程中，需要进行互换性的检测，随着科学技术的不断提高，已经可以对桥梁进行非破坏性的检测评估。许多无损伤检测技术被广泛地应用于桥梁检测中，在对桥梁下部结构的挠度进行测试时，可以利用相干激光雷达测试，为了对桥体表面的变形状态进行深刻掌握，需要结合激光斑纹测量技术和全息干涉仪。桥梁混凝土层最容易出现不易察觉的损伤，通过利用钢梁和混凝土内部的钢筋，可以对桥梁混凝土层中的损伤进行检测。科学技术在快速的向前发展，可以推动振动实验模态发展，对桥梁结构动力模型需要进行不断的优化和调整，整个过程中就需要运用到振动测试数据，以此作为优化调整的数据依据。将振动模态分析技术作为基础，在整体测量当中，动力响应只是其中的一种度量，可以提高结构动力分析的效率。桥梁结构的刚度和阻尼特性会发生变化，为了对这些变化进行仔细的掌握，需要选择结构振动模态作为权数，有利于对单位桥梁结构损伤进行精准定位。

3 桥梁检测技术发展趋势

桥面板检测系统是国际上先进的桥梁检测技术，其中包含了地面渗透雷达和远红外热成像系统。先进的锈蚀探测和评估技术，包括磁漏探测技术、探测先张法压浆空隙的冲击—反射系统、埋入式锈蚀微传感器以及以磁为基础的测量系统。目前，国际上探索性的研究项目就是声发射技术，该技术虽然只是在探究阶段，但是在实验过程中也颇具效果。未来对于桥梁检测技术的发展重点在于无损伤的检测技术，研发的相应设备主要是以声发射技术为核心，可以全面的对桥梁变形进行实时监控，对桥梁结构超载情况进行实时测量。

4 结语

综上所述，桥梁在使用过程中所受到的因素非常多，我国的交通运输发展越来越迅速，道路所需要承受的重量也越来越大，通过运用常规的试验模态分析测试方法，可以对桥梁的结构损伤位置进行预测。对桥梁的结构竖向挠度进行分析，可以对整个控制截面进行有效分析，通过对信号进行仔细分析，依靠振动测量数据，选择不同的测量方式，降低对桥梁结构的伤害，对桥梁整体结构进行检测。