橋梁檢測(cè)技術(shù)研究及工程運(yùn)用

伍 航

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司)

1 橋梁檢測(cè)技術(shù)的研究

1.1 橋梁檢測(cè)的對(duì)象

在應(yīng)用橋梁檢測(cè)技術(shù)之前，必須對(duì)其檢測(cè)對(duì)象有一個(gè)基本的明確，就其檢測(cè)對(duì)象來(lái)看，雖然適用于所有橋梁的檢測(cè)，但在檢測(cè)過(guò)程中，橋梁類(lèi)型的不同，其檢測(cè)內(nèi)容也會(huì)不同，就舊橋檢測(cè)而言，由于其難以滿(mǎn)足荷載的需要，所以必須對(duì)其健康水平和安全性進(jìn)行檢測(cè)，而對(duì)于在建橋梁而言，由于其大都采用的新的工藝材料，且建設(shè)規(guī)模也在不斷的加大，所以同樣應(yīng)加強(qiáng)對(duì)其的檢測(cè)，才能確保其安全長(zhǎng)久的運(yùn)行。

1.2 橋梁狀況評(píng)定的方法

在進(jìn)行橋梁檢測(cè)之前，必須對(duì)其所處的狀況進(jìn)行有效的檢測(cè)，才能采取針對(duì)性的檢測(cè)技術(shù)。在橋梁狀況評(píng)定過(guò)程中，應(yīng)從以下幾方面進(jìn)行評(píng)定。

(1)在做好基礎(chǔ)性檢查工作的前提下，就橋梁所處的技術(shù)狀態(tài)和缺陷以及損傷部位、性質(zhì)及嚴(yán)重程度與發(fā)展趨勢(shì)等進(jìn)行調(diào)查，找出缺陷和損傷出現(xiàn)的原因，并對(duì)現(xiàn)有的損傷和缺陷進(jìn)行科學(xué)合理的評(píng)價(jià)，確定其對(duì)橋梁承載性能和質(zhì)量等方面帶來(lái)的影響，從而給橋梁的加固和維修提供科學(xué)的技術(shù)數(shù)據(jù)。因而檢查人員必須具有專(zhuān)業(yè)的技術(shù)水平和豐富的經(jīng)驗(yàn)。

(2)結(jié)合實(shí)測(cè)材料的性能、支撐的條件、結(jié)構(gòu)的幾何尺寸和存在的外觀缺陷與通信荷載等因素，根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算理論對(duì)其承載力進(jìn)行評(píng)定，因而在舊橋承載力定量過(guò)程中得到了有效的應(yīng)用。即利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)橋梁荷載進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)橋梁的調(diào)查對(duì)加載的形式進(jìn)行確定，并進(jìn)行單元的劃分，采取分級(jí)的方式進(jìn)行加載計(jì)算，最后對(duì)橋梁的承載力進(jìn)行評(píng)定。

(3)在不破壞橋梁的基礎(chǔ)上，結(jié)合橋梁的混凝土強(qiáng)度、碳化深度、氯離子含量、電阻率、保護(hù)層厚度、鋼筋銹蝕清理等因素，通過(guò)折減計(jì)算結(jié)構(gòu)的承載力，且對(duì)結(jié)構(gòu)裂縫進(jìn)行分析，對(duì)結(jié)構(gòu)材料狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)，最后對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行綜合的分析。

(4)在大型重要橋梁檢測(cè)過(guò)程中，應(yīng)在采取上述方法評(píng)定的基礎(chǔ)上，通過(guò)荷載試驗(yàn)對(duì)其承載性能進(jìn)行評(píng)定和分析。尤其在評(píng)定舊橋時(shí)，以及橋梁所處狀態(tài)不明朗時(shí)，采用荷載試驗(yàn)對(duì)其狀態(tài)進(jìn)行判斷，得出橋梁的應(yīng)變性能、撓度和抗裂性能等，最終將其承載性能通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和總結(jié)。

1.3 現(xiàn)代化的橋梁檢測(cè)技術(shù)

(1)GPRS橋梁遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)技術(shù)。在傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)工作中，主要采用專(zhuān)網(wǎng)把設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)與控制中心進(jìn)行連接，當(dāng)傳感器采集到狀態(tài)信息之后，就會(huì)在相應(yīng)的協(xié)議下將其傳輸至控制中心，雖然其具有傳送速度快和傳送安全的優(yōu)點(diǎn)，但是必須單獨(dú)布設(shè)通信網(wǎng)絡(luò)，一旦距離遠(yuǎn)就會(huì)導(dǎo)致工程成本的增加。而近些年興起的GPRS橋梁遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)技術(shù)，在保留傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)手段的優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，還實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)測(cè)，而這正是得益于GPRS技術(shù)的應(yīng)用，因而該技術(shù)是現(xiàn)代化技術(shù)的重要標(biāo)志。

(2)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。由于在進(jìn)行橋梁檢測(cè)時(shí)，為了對(duì)橋梁受力狀況有一個(gè)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的掌握，就必須消耗大量的人力物力財(cái)力，加上測(cè)量技術(shù)的差異性，所以難以在繁重的檢測(cè)故障中取得良好的效果，最終導(dǎo)致檢測(cè)誤差的出現(xiàn)。因而為了改變這一現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)真正意義上的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)掌握橋梁受力情況，就應(yīng)采取人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行BP模型的構(gòu)建，從而在橋梁的結(jié)構(gòu)受力時(shí)建立相應(yīng)的映射關(guān)系，這樣在進(jìn)行橋梁檢測(cè)時(shí)只要做好部分橋索受力情況的檢測(cè)工作，在BP模型的映射下得出其它橋索的受力值。

(3)數(shù)字圖像處理技術(shù)。在進(jìn)行橋梁檢測(cè)時(shí)，將圖像作為檢測(cè)并傳遞信息的載體，對(duì)被測(cè)對(duì)象進(jìn)行測(cè)量，并實(shí)現(xiàn)傳輸?shù)臄?shù)字化，從而在圖像中將有用的信息進(jìn)行提取，而提取的過(guò)程也是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的傳輸，因此將該技術(shù)稱(chēng)為數(shù)字圖像測(cè)量技術(shù)，既能避免傳統(tǒng)仍檢測(cè)的誤差大、效果低和環(huán)境局限性較大以及重復(fù)可比性較差等問(wèn)題，還能減輕測(cè)量人員的負(fù)擔(dān)，降低測(cè)試的暗度和危險(xiǎn)系數(shù)，提高測(cè)量的精準(zhǔn)性。

(4)光纖應(yīng)變傳感器測(cè)試系統(tǒng)。該系統(tǒng)是基于無(wú)損檢測(cè)技術(shù)中的應(yīng)變片電測(cè)技術(shù)，并以光纖傳感器進(jìn)行測(cè)量的一種現(xiàn)代橋梁測(cè)量技術(shù)。在應(yīng)用過(guò)程中，不僅能有效的抵抗來(lái)自磁場(chǎng)的干擾，而且不具有導(dǎo)電性和體積小的特點(diǎn)，尤其能在連續(xù)的空間內(nèi)實(shí)施多點(diǎn)測(cè)量，在降低單點(diǎn)檢測(cè)成本的同時(shí)避免檢測(cè)盲區(qū)的出現(xiàn)。

2 橋梁檢測(cè)技術(shù)在某橋梁工程中的實(shí)際運(yùn)用

2.1 工程實(shí)踐

在某橋梁工程中，其橋跨組合是(6+7+5)m+(50+24.5+24.5+50)m+(40+40+40)m，橋梁總長(zhǎng)度為327 m。主橋采用的是預(yù)應(yīng)力混凝土“V”型鋼構(gòu)，北引橋?qū)儆诋愋园褰Y(jié)構(gòu)，南銀翹屬于普通鋼筋混凝土連續(xù)箱梁，采取雙向四車(chē)道設(shè)計(jì)。在本工程中應(yīng)用橋梁檢測(cè)技術(shù)主要是為了掌握橋梁目前所處的狀態(tài)和承載性能的高低，從而為橋梁的竣工驗(yàn)收和使用提供根據(jù)。

2.2 檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

(1)在靜載試驗(yàn)中，由于主橋?qū)ΨQ(chēng)的布置，所以分別對(duì)邊跨、第2跨的最大正彎矩工況以及4#墩的最大負(fù)彎矩工況進(jìn)行了檢測(cè)。

(2)在動(dòng)載試驗(yàn)中，首先采用一輛汽車(chē)(100 kN)采取不同的速度在橋面上通行，從而使其出現(xiàn)振動(dòng)，并在振動(dòng)過(guò)程中對(duì)其振動(dòng)的幅度和頻率進(jìn)行了記錄;其次是將該輛汽車(chē)的后輪置于墊木(厚15 cm)，并自由下落，給橋梁帶來(lái)激烈的震蕩，同時(shí)對(duì)其固有的振動(dòng)幅度和頻率以及阻尼進(jìn)行記錄。

(3)當(dāng)橋梁沒(méi)有任何荷載作用時(shí)，采取自然脈動(dòng)技術(shù)對(duì)其固有的振動(dòng)幅度和頻率以及阻尼進(jìn)行記錄。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)橋梁檢測(cè)技術(shù)及其在工程中的運(yùn)用進(jìn)行研究具有十分重要的作用。作為新時(shí)期背景下的橋梁施工企業(yè)，必須在橋梁工程項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中切實(shí)加大檢測(cè)力度，結(jié)合橋梁實(shí)際需要采取針對(duì)性的檢測(cè)技術(shù)，在確保各種質(zhì)量問(wèn)題得到及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理的同時(shí)，還應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)代橋梁測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用，以更好地提高橋梁的質(zhì)量，促進(jìn)路橋事業(yè)的發(fā)展。

［1］宣紀(jì)明，沈福興.橋梁檢測(cè)技術(shù)研究及工程運(yùn)用［J］.橋梁建設(shè)，2007，(S1):158-160，172.

［2］劉沐宇，袁衛(wèi)國(guó).橋梁無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展［J］.中外公路，2002，(6):34-37.

［3］謝開(kāi)仲，曾倬信，王曉燕.橋梁工程檢測(cè)技術(shù)研究［J］.廣西大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2003，(S1):208-211.

［4］曾輝.橋梁工程檢測(cè)技術(shù)研究［J］.硅谷，2009，(3):86.