桥梁检测技术及其发展趋势简述杨亮亮

桥梁检测技术及其发展趋势简述杨亮亮

杨亮亮

北京中交桥宇科技有限公司北京100000

摘要：随着我国交通事业的蓬勃发展，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，从而使其结构承载能力和耐久性逐步降低，直至影响到桥梁的运营安全。造成桥梁结构性损伤的原因可能来源于人为因素，也可能是受自然因素影响。由桥梁结构型损伤而引发的桥梁维修、加固和改造工程，必须要建立在对桥梁整体结构检测的基础上。因此，在桥梁使用过程中，应对桥梁的整体结构进行检测。

关键词：桥梁结构；检测技术；发展趋势

1桥梁结构整体性能、功能状态的鉴定

对于公路桥梁结构整体性能的检测工作，依据受力情况的不同可分为动载试验和静载试验，依据试验持续时间的差异可分为瞬时试验和长期试验。在静载作用下，我们要测定静荷载、推力及支座反力等作用力的大小，还要测定剪力、扭矩、轴向力以及弯矩等构件内力的大小，也要测定各种变形、断面上各类应力的分布和大小以及结构的局部损坏现象；而在动荷载的作用下，我们主要要测定动荷载的频率、变化和大小以及构件的动应力、结构的动挠度、自振频率、加速度以及衰减特性等内容。

2公路桥梁检测的主要原因

（1）公路桥梁在施工中，可能缺乏充分的设计与现场施工资料。

（2）施工过程中可能存在施工技术操作违规、桥梁建设标准未达到设计标准的状况。

（3）公路桥梁竣工后，在投入使用初期突然发生非常严重的路桥病害，引发质量安全问题

（4）为了掌握公路桥梁建设的大量资料，方便日后的维护工作，所以要对公路桥梁的设计标准进行再次检测

3公路桥梁的射线检测技术

公路桥梁的检测目的就是为了探查桥梁本身是否存在裂缝或者是损伤，射线检测技术可以发出与周围光纤有区别的红外摄像，通过红外摄像的成像原理对桥梁是否存在损伤与裂缝进行检查。所谓的红外热像技术主要是通过对检测物体的材料特性、红外辐射、表面温度所呈现的关系进行分析，通过使用红外热像仪将被检测桥梁的红外辐射变成直观的热图像。其次，电磁波探测器主要是通过借助超高频短脉冲电磁破对地下存在的介质进行检测。例如说在桥梁无损检测时就可以借助此项技术对桥梁内侧的混凝土钢筋位置、形变量等进行检测。在测量中，电涡流的大小变化主要与路桥内部构建材料的介质以及表层缺陷程度存在直接关系，通过对电涡流变化量的分析，就可以确定路桥内部材料表层的缺陷状况。在进行检测的过程中要做好检测装置及检测仪器射线源的保护与隔离工作，从而提高检测效果、降低射线对人体的不良影响

4公路桥梁检测中超声波检测技术的应用

公路桥梁工程当中，桩基是基础工程，对于公路桥梁工程的整体质量起着决定性的作用，可提高公路桥梁的承载能力及抗震性，降公路桥梁工程基础沉降的问是。实际上，桩基较易发生断裂及沉渣、扩缩径等相关问题。超声波检测技术是通过非金属的超声波检测仪与柱状径向振动换能器，利用事先在桩内预埋的声测管全面准确的对混凝土进行检查。根据超声波显示的频率、波幅、声速、波形等实际参数对桩身的完整性进行判断和分析。

当超声波检测时，其发出信号为复频超声脉冲波，高频会先减弱，这与频率下降的传播距离相关，而频率波动则与混凝土内部缺陷相关。超声波在混凝土当中的传播速度，取决于混凝土的密度与弹性模量，当密度及弹性模量较高时，声波传输速度则较快。波幅大多为首波，声波强弱则与混道土的强度与粘塑性有较大的关系。如混凝土内部出现了裂缝，超声波则会形成反射或形成绕射，使波幅形成不同的变化。当传播的过程中遇到裂缝等缺陷时，屏幕上显示接收波的波形的传播路径则会出现变化，绕射波、反射波均可抵达换能器。再加之不同的频率，叠加之后的波形将会出现畸形，能够合理的对混凝土的内部缺陷进行准确的判断。实际的检测当中，必须严格检测混凝土龄期，将声测管与孔取芯方法相结合，使得超声波检测技术的应用更加直观、可靠。

5探地雷达检测技术

在进行公路桥梁检测过程中，探地雷达就是高频的电磁脉冲波利用宽频带短脉冲的形式把天线发射到地下，在传播过程中，遇到不同电介质时，雷达波的能量就能够被及时反射回地面，从而被天线接收，这样通过反射波确定地下介质的分布，在进行浅层或者超浅层的探测过程中，应用的比较广泛。探地雷达就会通过高频电磁波的反射、衰减、散射或者折射等进行地下的探测，以此确定介质的结构。为了获得更为精确的雷达探测结果要对雷达的记录进行分析研究，识别反射波的时间、振幅以及极性等特征，其中时间和振幅的确定比较简单，而极性的判断有很大的难度，同时也非常重要。从振幅和极性的反射中可以分析出电磁学性质差异越大，反射波就会越强，以此可以判断介质的性质和属性；当波从波高速进入到波低速的介质中时，反射的系数就会为负，振幅成反向，反之则与入射波同向。在实际探测过程中，不同的介质也就相应的巨涌不同的结构特征，反射波的振幅和方向是雷达波进行有效判断的依据。因此，根据雷达的特性，可以用于公路桥梁的结构检测，同时对相关的技术人员要求比较高，要采集大量实际的测量数据和丰富经验。

6无损检测技术及损伤识别

近年来，随着现代传感与通信技术的发展，无损检测技术更是出现了前所未有的发展态势，先后涌现出一大批新的检测方法和检测手段，使桥梁的检测技术向着智能化、快速化、系统化的方向发展。一些新的方法被广泛应用于桥梁检测，如利用相干激光雷达测试桥梁下部结构的挠度，利用全息干涉仪和激光斑纹测量桥体表面的变形状态，利用双波长远红外成像检测桥梁混凝土层的损伤，利用磁漏摄动检测钢索、钢梁和混凝土内部的钢筋等。随着振动实验模态分析技术的发展，运用振动测试数据进行结构动力模型修正理论得到了充分的发展，为桥梁结构的安全检测开辟了新的途径。基于振动模态分析技术，人们研究发现结构的动力响应是整体状态的一种度量，当结构的质量、刚度和阻尼特性发生变化时，选用结构振动模态作为权数，对结构损伤前后的模态变化量进行加权处理，从而实现对单元损伤的识别和有效定位。

损伤识别技术是无损检测的关键环节。在损伤识别技术中经常小波识别方法和神经网络识别方法被采用。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；神经网络在损伤识别中的基本思路是用无损伤系统的振动测量数据来构造网络，用适当的学习方法确定网络的参数，然后将系统的输入数据送入网络，网络就有对应的输出,如果输入过程是成功的，当系统特性无变化时，系统的输出和网络的输出应该吻合。相反当系统有损伤时，系统的输出和网络的输出就有一个差异，这个差异就是损伤的一种测度。

7结语

桥梁在长期的使用过程中不免会发生各种结构损伤。损伤的原因可能是人为因素，也可能是自然灾害。此外随着我国交通建设的迅速发展，交通运输量大幅度增加，行车密度及车辆载重越来越大，这也可能因为超载而造成桥梁结构的损伤继而加剧其自然老化。这些因素均导致了桥梁承载能力和耐久性的降低，甚至影响到运营的安全，由此而引起的一系列问题都需要相应的维修、改造和加固来解决，而这些工作又必须在对桥梁结构详细和系统的检测的基础上才能妥善进行。本文介绍了各种桥梁检测技术及其基本检测内容，介绍国内外一些新的桥梁检测技术的现状和最新发展趋势，以推动桥梁检测技术的发展。

参考文献

[1]谢开仲，曾倬信，王晓燕1桥梁工程检测技术研究[J]1广西大学学报（自然科学版），2013，（6）.

[2]推布拉旺堆.雷达法在公路检测中的应用[J].江西建材.2014（01）.

[3]杜建华.公路与桥梁试验检{M}.中国电力出版社，2009，8，1.