桥梁检测技术研究及工程运用陈嘉孝

桥梁检测技术研究及工程运用陈嘉孝

陈嘉孝

广东承信公路工程检验有限公司510000

摘要：桥梁的种类繁多，根据不同类别的桥梁运用不同的检测技术是明确桥梁检测内容的关键部分，我国目前的桥梁检测技术还不足以满足荷载的根本需求，因此我们要对桥梁的其他关键部位，例如针对桥梁的水平点和安全性进行检测。在进行桥梁工程的施工中我们偶尔会遇到建设进程中加入全新材质的桥梁建筑材料的情况，且伴随着新材料的加入桥梁的建造技术也随之提高，针对这样的问题，我们应重点加强其检测的细节，以保障桥梁在建筑完工后的使用寿命。

关键词：桥梁检测技术；桥梁工程；工程运用

一个国家桥梁事业的发展直接影响其经济发展水平，桥梁在交通运输中占有重要的位置。近年来，科学技术的发展推动了桥梁事业的进步，我国的桥梁数量不断增多，桥梁规模也在日益增大，为满足桥梁的安全使用，桥梁检测技术也在不断的改进与完善。桥梁检测是保证桥梁安全使用的重要手段，通过对桥梁进行技术检测可及时了解桥梁的实际变化情况，判断是否需要维护，同时，对桥梁检测数据进行分析与研究，可明确桥梁结构内力的变化趋势，分析其变形的原因，进而计算确定桥梁的维护成本或者重建成本。因此，桥梁检测可有效的保证桥梁的安全运营，降低桥梁坍塌、损坏等事故的发生率，延长桥梁的使用时间，尽可能的减少桥梁安全隐患。

1.桥梁调查与检算

1.1资料收集

资料收集涉及的细节很多，如设计资料里面有计算书、设计图纸、修改图纸以及地质资料等等；施工资料里面包括各个阶段的竣工图纸、竣工说明书、材料试验资料及施工记录、竣工验收资料等等；其他养护、维修资料则包括历史上通过的特种车辆、交通量状况、养护维修的资料等。

1.2外观检查与病害分析

对桥梁的外观检查主要内容仍能归纳成如下几个方面：

a.桥面系的外观检查。桥面系的外观调查可以按桥面系组成部分：桥面铺装；伸缩缝装置；桥面排水设施；栏杆、扶手及人行道；照明设备和交通设施等依次检查。b.桥梁上部结构的检查。桥梁上部结构是桥梁的主要承重结构，它往往由许多基本构件组成，例如梁、板、拱肋（片）等。c.支座的检查。支座的检查主要是检查支座有没有出现常见的如老化、开裂、锈蚀或松动等病害。对于不同的支座类型，病害也各不相同。d.桥梁墩台的检查。桥梁墩台的检查主要是墩台台身缺陷及裂缝检查，墩台变位（沉降、位移、倾斜）的检查。e.桥梁基础的检查。对于墩台基础的检查，主要指墩台基础的冲刷情况和缺陷情况的检查。承载力检算。当对桥梁的整体特性进行了一些了解之后，还应当做一些必要的验算工作。验算的原则是有关技术规范，但需注意的是，有些具体的参数应当以实际桥梁为准，该折减的要进行折减，必要的时候还应当考虑某些有利因素。

2.监测方法及数据处理

2.1荷载试验法

如前所述的基于病害调查的经验评定法和综合分析法对于桥梁承载力的初步评定是有效的，特别是对于全线桥梁的总体评价、划分桥梁类型、确定维修加固的轻重缓急是经济有效的方法。然而，对于重要的大型桥梁，需进一步进行荷载试验来评定实际的承载能力。荷载试验方法是在桥梁结构鉴定中应用历史最长的方法。主要优点是直观，较可靠，故多用于新结构的研究和桥梁质量的评定。在旧桥的评定中，又多用于桥梁实际工作状态不明确情况下的评定和研究工作，以弥补根据外观调查评定和综合分析评定方法的不足。但是，一般进行荷载试验要封闭路线，花费的资金较多，耗费时间长，只能对重要的大型桥梁进行荷载试验。这种荷载试验是非破坏性的，根据试验荷载的作用性质，通常分为静载试验和动载试验，前者反映桥梁在静载作用下的结构工作性能，后者反映桥梁结构的动力性能静载试验，通常采用车辆加载方式，测定梁的应变、挠度和裂缝，根据试验结果与理论计算值的对比分析，来判断桥梁的实际承载能力。

2.2综合分析评价方法

综合分析评价方法是指桥梁检测在保证不破坏桥梁的前提下，对桥梁的各种质量参数进行检测，主要包括混凝土的强度、混凝土碳化深度、混凝土的电阻率、混凝土保护层厚度和桥梁中钢筋的腐蚀度等。将检测所得的质量参数进行分析与研究，判断桥梁结构的材料状况，计算桥梁的结构承载能力。

2.3检测内容

桥梁外观检测的内容，属于一般检测，主要是日常的检测，依据交通部《公路桥梁定期检查技术》的相关内容，对桥梁进行外观病害检查打分，以期了解和掌握桥梁结构的外观损坏状况，根据桥梁损坏状况打分、评定类别，方便进一步科学的维修。对桥梁进行外观检查主要内容见下表，检查方法主要是现场人工检测。重点检查桥梁各部位的裂缝和破损情况。

除了日常的外观一般性检测，还要定期对桥梁技术状况做进一步的技术检测，这种检测需要由专业技术人员使用专门检测仪器设备来实施完成，检测的要求是应用无破损检测手段对桥梁进行全面测强和探伤等内容的检测，并详细记录数据，通过检测后确定损毁部位和损毁程度，正确评估损坏将要造成的后果，评定桥梁的耐久性和承载能力，科学计算和预测潜在缺陷可能给桥梁结构带来的危险程度，同时确定维修工程的实施方案。进行特殊检测的内容包括以下几方面：当无法确定桥梁病害原因和承载能力时需要特殊检测；对已经发现病害，准备加固维修的桥梁维修前，需要进行技术检测，以便获得技术数据；自然灾害过后要对桥梁碱性技术检测，以评估损害程度；需要评定桥梁结构实际工作状况时，需要进行技术检测。桥梁的结构检测包含三部分内容，桥梁外观破损检查、桥梁结构和材料检测以及桥梁荷载试验。

3.桥梁检测技术在某桥梁工程中的实际运用

3.1工程实践

在某桥梁工程中，其桥跨组合是（6+7+5）m+（50+24．5+24．5+50）m+（40+40+40）m，桥梁总长度为327m。主桥采用的是预应力混凝土“V”型刚构，北引桥属于异形板结构，南引桥属于普通钢筋混凝土连续箱梁，采取双向四车道设计。在本工程中应用桥梁检测技术主要是为了掌握桥梁目前所处的状态和承载性能的高低，从而为桥梁的竣工验收和使用提供根据。

3.2检测技术的应用

（1）在静载试验中，由于主桥对称的布置，所以分别对边跨、中跨的最大正弯矩工况以及4#墩的最大负弯矩工况进行了检测。

（2）在动载试验中，首先采用一辆汽车（100kN）采取不同的速度在桥面上通行，从而使其出现振动，并在振动过程中对其振动的幅度和频率进行了记录；其次是将该辆汽车的后轮置于垫木（厚15cm），并自由下落，给桥梁带来激烈的震荡，同时对其固有的振动幅度和频率以及阻尼进行记录。

（3）当桥梁没有任何荷载作用时，采取自然脉动技术对其固有的振动幅度和频率以及阻尼进行记录。

4.监测工作质量保证措施

4.1合理确定公路桥梁检测项目

随着公路桥梁工程建设的发展，工程中使用的材料种类不断增加，公路桥梁工程结构变得更加复杂，需要检测的内容也越来越多。根据相关规范要求，公路桥梁材料进场前必须做好检测工作，并合理确定检测项目。例如，混凝土配比检测时，主原料水泥检测项目主要包括强度、细度、凝结时间、安全性等；粗骨料检测项目包括密度、含砂量等，如果有质地疏松骨料，应检测其坚固性，活性骨料应该进行碱活性试验。如果应用高分子防水材料，需要检测其延伸长度、不透水性、低温弯折率等。另外还要检测公路桥梁的承载力、耐久性等。总之，应该合理确定公路桥梁检测项目，确保检测内容完整，提高公路桥梁检测质量和检测效果。

4.2掌握正确的取样方法

为了促进公路桥梁检测工作中的取样质量，能促进公路桥梁工程的完成。取样具备一定代表性，根据一定的执行要求，对公路桥梁工程的不同部位进行取样，分析其存在的数量，确定出取样的位置。比如：在钢材取样的时候，会在固定位置进行截取。同时，在对袋装水泥进行取样的时候，要详细分析取样的数量、质量等，确保检测结果的准确性。所以说，在对公路桥梁进行检测的时候，遵循严格发展要求，选择出正确的取样方法，保证为公路桥梁的检测质量提供保证。

4.3降低检测工程误差

在公路桥梁检测工作中，各个操作都需要按照严格规范和要求来执行。由于工作人员自身素质、检测环境以及工程自身的影响，给检测结果将造成很大误差。如果将工作误差控制在合理范围内，可以将其作为有效结果。如果误差较大，需要实现再次检测，保证为数据信息的获取提供合理依据，在这种方式下，不仅能保证检测工作的质量，也要在整体上对公路桥梁进行评定，以维护公路桥梁工程的整体质量。

5.技术管理措施

5.1GPRS桥梁远程监测技术

在传统的远程监测工作中，主要采用专网把设备现场与控制中心进行连接，当传感器采集到状态信息之后，就会在相应的协议下将其传输至控制中心，虽然其具有传送速度快和传送安全的优点，但是必须单独布设通信网络，一旦距离远就会导致工程成本的增加。而近些年兴起的GPRS桥梁远程监测技术，在保留传统监测手段的优点的基础上，还实现了远程无线监测，而这正是得益于GPRS技术的应用，因而该技术是现代化技术的重要标志。

5.2桥梁结构损伤识别技术

目前，桥梁的安全事故时常发生，这主要是由于部分桥梁的老化情况严重，没有得到及时的维护与重建，一些桥梁施工单位受高额利益的驱使，在施工过程中没有对施工质量进行控制，使工程的质量产生问题所导致的。因此，应重视桥梁结构的损伤识别技术，桥梁的结构损伤识别技术方法主要包括振动损伤识别方法、小波分析损伤识别方法及神经网络损伤识别。桥梁结构损伤识别技术是桥梁检测技术的重要组成部分，结构损伤识别技术的发展是保证桥梁质量的重要手段。

5.3数字图像处理技术在桥梁检测中的应用

图像测量技术是近年来在测量领域中形成的新的测量技术。所谓图像测量就是测量被测对象时，把图像当作检测和传递信息的手段或载体加以利用的测量方法，其目的是从图像中提取有用的信号。这就避免了人工检测中存在的效率低、速度慢、重复可比性差、环境局限性大等弊端。而且，对于那些在检测人员所能触及到的范围以外的情况，通过传统方法量测，其难度和危险性是相当大的，且可能测不准。

5.4光纤应变传感器测试系统在桥梁检测中的应用

在桥梁工程中常用的无损检测方法是应变片电测技术，但常规电阻应变片的测试结果受温度、湿度、导线长短等等环境因素的影响很大。光纤传感器是近10多年来迅速发展的一种新型传感器，由于它不仅具有非导电性、体积小、抗电磁干扰强等优点，而且能实时对一维连续空间作多点测量，因而能对许多大型设备或物体（如发电机组、智能大厦等）进行实时多点监测。采用光纤传感器测试系统既大大降低了单点检测成本，又消除了检测盲区。

结论

我国桥梁在检测技术的应用上一直处于具体的研究阶段，真正对于检测技术的应用还处于跨业状态。因此为合理改善这一问题我国应在今后的桥梁建设工作中加大桥梁在建设进程，建设完工的建设工作，要做到对桥梁建设的每一个细节工作进行监督，以及做好建设桥梁应用的每种建设材料的审批工作，以保障桥梁建设工作的每一个关键环节都得到有效的加强，推动我国路桥建设事业在今后的发展。

参考文献

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