公路橋梁檢測(cè)技術(shù)與應(yīng)用

黎曉東

（新疆交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院，新疆 烏魯木齊 830000）

0 引言

我國(guó)的公路橋梁技術(shù)現(xiàn)在已得到很大的發(fā)展，可以和世界公路橋梁技術(shù)相競(jìng)爭(zhēng)，但是就目前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度而言，仍然無(wú)法滿足日益嚴(yán)峻的交通需要。所以，在今后的交通運(yùn)輸系統(tǒng)發(fā)展中，應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注公路橋梁檢測(cè)技術(shù)的研究，進(jìn)一步推進(jìn)橋梁建設(shè)中的技術(shù)創(chuàng)新，加強(qiáng)日常的維護(hù)工作。

1 公路橋梁檢測(cè)的科學(xué)意義

路橋建設(shè)過(guò)程中，工程材料的自然缺陷、工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、建造和施工的失誤難以避免，路橋建成之后，如何對(duì)路橋的實(shí)際品質(zhì)進(jìn)行鑒定是業(yè)主最關(guān)心的問(wèn)題。由于對(duì)路橋的質(zhì)量目前尚缺乏嚴(yán)格系統(tǒng)的量化檢驗(yàn)方法，致使一些劣質(zhì)工程得不到及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理。輕則增加了日后的路橋維修保養(yǎng)成本，使國(guó)家和地方財(cái)政負(fù)擔(dān)加重；重則會(huì)發(fā)生橋毀人亡的慘劇。所以加強(qiáng)公路橋梁檢測(cè)對(duì)于保證人民生命財(cái)產(chǎn)安全和改善交通質(zhì)量以及促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展都有著很重要的作用和影響。

2 公路橋梁檢測(cè)的原因

公路橋梁的檢測(cè)涉及到的問(wèn)題，具體原因包括以下幾個(gè)方面：

a）公路橋梁缺乏充分的設(shè)計(jì)和施工資料作為質(zhì)量檢測(cè)依據(jù)；

b）公路橋梁的施工質(zhì)量會(huì)出現(xiàn)不符合規(guī)范要求，同時(shí)與公路橋梁的設(shè)計(jì)要求也有差距；

c）公路橋梁在竣工試用一段時(shí)間以后發(fā)現(xiàn)了較為嚴(yán)重的病害和質(zhì)量隱患，對(duì)其承載力有重要影響；

d）公路橋梁的質(zhì)量滿足要求，但是要求進(jìn)一步提高它們的承載力；

e）為了獲得更豐富的相關(guān)資料，公路橋梁需要進(jìn)行設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)。此外，一些短期的檢測(cè)工作已經(jīng)不滿足現(xiàn)在大型公路橋梁的質(zhì)量要求，需要對(duì)它們進(jìn)行更長(zhǎng)時(shí)期的檢測(cè)和健康監(jiān)護(hù)。

3 公路橋梁檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用

3.1 公路橋梁結(jié)構(gòu)整體性能、功能鑒定

按照受力狀態(tài)可分為靜載試驗(yàn)和動(dòng)載試驗(yàn)；按照試驗(yàn)持續(xù)的時(shí)間長(zhǎng)短分為瞬時(shí)試驗(yàn)及長(zhǎng)期試驗(yàn)。在靜載作用下，一般要測(cè)定作用力的大?。òo荷載、支座反力、推力等的大小）、構(gòu)件的內(nèi)力（包括彎矩、軸向力、剪力、扭矩等）、斷面上各種應(yīng)力的分布狀態(tài)及其大小、各種變形（包括撓度、相對(duì)位移、轉(zhuǎn)角等）以及局部損壞現(xiàn)象（如裂紋），按主要承重結(jié)構(gòu)的形式分有實(shí)腹梁橋和桁架梁橋兩大類(lèi)。實(shí)腹梁橋的橫截面積主要由彎矩決定，而彎矩大致與跨度的平方成正比（均布荷載條件下），當(dāng)跨度大時(shí)，梁的腹板上的平均法向應(yīng)力頗小，不能使材料充分利用，所以跨度不宜做得太大；桁架梁橋的桿件承受軸向力，材料能充分利用，自重較輕，跨越能力大，多用于建造大跨度橋。但實(shí)腹梁橋構(gòu)造簡(jiǎn)單，制造與架設(shè)均比較方便。

3.2 公路橋梁健康檢測(cè)

橋梁檢測(cè)往往僅是為了確定橋梁的損傷狀況，最多是在一定程度上對(duì)橋梁的繼續(xù)工作能力提出評(píng)價(jià)。這對(duì)已用的橋梁設(shè)計(jì)理論提供長(zhǎng)期的、及時(shí)的由足尺寸真實(shí)構(gòu)件在真實(shí)環(huán)境下結(jié)構(gòu)響應(yīng)為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)驗(yàn)證，繼而為研究發(fā)展橋梁理論提供低成本高效率的“試驗(yàn)”支持。以橋梁健康檢測(cè)作為設(shè)計(jì)的驗(yàn)證具有前所未有的優(yōu)越性，道路交通量以大大高于預(yù)測(cè)流量的速度猛增也加劇了橋梁結(jié)構(gòu)的自然老化。目前在國(guó)內(nèi)的橋梁健康狀況檢測(cè)領(lǐng)域比較成熟的檢測(cè)技術(shù)主要有以下幾種：紅外熱像儀檢測(cè)技術(shù)、光纖傳感器檢測(cè)技術(shù)電磁波探測(cè)技術(shù)、聲探測(cè)技術(shù)等。橋梁健康狀況檢測(cè)技術(shù)已得到了一定的發(fā)展，對(duì)結(jié)構(gòu)在工作環(huán)境、運(yùn)營(yíng)條件特性的認(rèn)識(shí)也將不斷地得到深化。

3.3 公路橋梁機(jī)械檢測(cè)技術(shù)

機(jī)械測(cè)試儀器一般有杠桿、齒輪、軸、彈簧、指針和度盤(pán)等部件構(gòu)成，其傳感機(jī)構(gòu)的功能是直接感受被測(cè)量的構(gòu)件變化，并把這種變化傳到轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)在接觸式機(jī)械量測(cè)儀器中。轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的功能是把傳感機(jī)構(gòu)傳來(lái)的被量測(cè)構(gòu)件的變化轉(zhuǎn)化為長(zhǎng)度的變化，并且把它放大或縮小，或者改變方向，如百分表中的大小齒輪指示機(jī)構(gòu)的功能，是將經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化為長(zhǎng)度并加以放大、縮小或改變方向之后的變化用一定形式表現(xiàn)出來(lái)。

3.4 公路橋梁射線檢測(cè)技術(shù)

首先，對(duì)橋梁的檢測(cè)就是當(dāng)橋梁中有縫隙或損傷的時(shí)候，發(fā)出的紅外線與周?chē)牟灰恢?，所以可以依靠紅外線成像的原理來(lái)檢測(cè)橋梁的損傷。簡(jiǎn)單的說(shuō)紅外熱像檢測(cè)技術(shù)就是依據(jù)物體的紅外輻射、表面溫度、材料特性三者間的內(nèi)在關(guān)系，借助紅外熱像儀把來(lái)自目標(biāo)的紅外輻射轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢?jiàn)的熱圖像，紅外熱像儀檢測(cè)技術(shù)，從而得以顯現(xiàn)。其次，電磁波探器是利用超高頻短脈沖（106～109Hz）電磁波探測(cè)地下介質(zhì)分布的一種地球物理勘探方法。檢測(cè)在橋梁無(wú)損中的典型應(yīng)用，如混凝土中的鋼筋和孔道的定位以及缺陷和疲勞探測(cè)等，電渦流的大小與分布受構(gòu)件材料介質(zhì)和表層缺陷的影響，根據(jù)所測(cè)電渦流的變化量，就可以判定材料表層的缺陷情況。對(duì)檢測(cè)裝置或設(shè)計(jì)的檢測(cè)儀器的射線源一定要進(jìn)行有效的防護(hù)，將射線對(duì)人體的影響控制在最低的程度。這是核子儀在設(shè)計(jì)時(shí)所必須考慮的關(guān)鍵問(wèn)題。

綜上所述，應(yīng)加強(qiáng)公路橋梁檢測(cè)技術(shù)的研究，推進(jìn)技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用，以確保橋梁建設(shè)質(zhì)量與橋梁安全運(yùn)營(yíng)，保障國(guó)家的財(cái)產(chǎn)安全，個(gè)人的生命安全。

[1]范立礎(chǔ)，胡世德，葉愛(ài)君.大跨度橋梁抗震設(shè)計(jì)[M].北京：人民交通出版社，2001.

[2]謝中堯.論公路橋梁的檢測(cè)及技術(shù)應(yīng)用[J].建材與裝飾：中旬刊，2008，（4）：200-201.

[3]盧紅斌.公路橋梁試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用[J].科技咨詢(xún)導(dǎo)報(bào)，2006，（20）：79.

[4]尉翠蘭，汪河山，陳偉.公路工程管理的試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)[J].中國(guó)水運(yùn)：理論版，2007，（6）：103-105.