論混凝土橋梁的檢測(cè)技術(shù)及其新發(fā)展

王勝泉

摘 要：目前，我國(guó)的橋梁建設(shè)工程雖然一直在發(fā)展，但是，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，在某些方面依然存在一定的差距。這就需要利用先進(jìn)的橋梁施工檢測(cè)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，分析在橋梁建設(shè)過(guò)程中出現(xiàn)的相關(guān)問(wèn)題。橋梁檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展是影響我國(guó)公路橋梁建設(shè)工程的重要因素之一。從實(shí)際情況出發(fā)，對(duì)我國(guó)混凝土橋梁建設(shè)過(guò)程中使用的主要檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)的介紹，并根據(jù)現(xiàn)有狀況分析檢測(cè)技術(shù)的新發(fā)展。

關(guān)鍵詞：混凝土橋梁；檢測(cè)技術(shù)；試驗(yàn)；缺陷

中圖分類號(hào)：U446 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）13-0057-02

如今，我國(guó)的橋梁建設(shè)大都是以混凝土為主要材質(zhì)，橋梁長(zhǎng)期運(yùn)行難免會(huì)出現(xiàn)一些損傷，而損傷的類型卻是多種多樣的。一般的損傷大都是自然和人為因素造成的，這會(huì)對(duì)橋梁整體結(jié)構(gòu)造成一定的影響。我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展推動(dòng)了交通事業(yè)的發(fā)展，車流量增加和車本身重量的增加對(duì)橋梁的損傷越發(fā)嚴(yán)重，加速了橋體的老化速度。種種原因使得橋梁本身的承載力和耐久力不斷降低，因此，面對(duì)不同的問(wèn)題需要采取不同的方式治理，比如維修、改造、加固等。這一系列的工作都需要在了解橋梁整體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行，通過(guò)先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)對(duì)橋梁進(jìn)行檢測(cè)，確定問(wèn)題所在，從而更好地解決橋梁存在的問(wèn)題。

1 混凝土橋梁的主要檢測(cè)技術(shù)

1.1 荷載試驗(yàn)

對(duì)混凝土橋梁進(jìn)行檢測(cè)一般都會(huì)采用荷載試驗(yàn)的方式，應(yīng)用荷載試驗(yàn)的主要情況有以下幾種：①建設(shè)跨度較大的橋梁時(shí)，特別是使用了新型結(jié)構(gòu)、新型材料和新型工藝的橋梁必須要進(jìn)行荷載試驗(yàn)；②橋梁需通過(guò)特種車輛時(shí)，無(wú)論是新橋還是舊橋，為了保證安全，需要按照實(shí)際的輪位和軸重等進(jìn)行荷載試驗(yàn)；③經(jīng)過(guò)修復(fù)的或者改建、加固的橋梁，為了能夠更好地驗(yàn)證工程的效果，需要進(jìn)行驗(yàn)收式荷載試驗(yàn)；④對(duì)于一些年久失修，設(shè)計(jì)理念和施工工藝等較為落后的橋梁，為了能夠判斷橋梁本身是否能夠承受住預(yù)先制定的荷載力，需要進(jìn)行荷載試驗(yàn)。

1.1.1 荷載試驗(yàn)的分類

按照荷載的性質(zhì)進(jìn)行分類，可以分成靜載試驗(yàn)、動(dòng)力試驗(yàn)；按照荷載的數(shù)量和設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)荷載比值進(jìn)行分類，可以分為基本荷載試驗(yàn)、重荷載試驗(yàn)和輕荷載試驗(yàn)等。

1.1.2 荷載試驗(yàn)的準(zhǔn)備

在試驗(yàn)前，要盡可能地收集被測(cè)橋梁的設(shè)計(jì)資料和施工資料，這也是為了能夠更好地確定荷載試驗(yàn)的布置測(cè)點(diǎn)，同以后的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行更為準(zhǔn)確的對(duì)比和分析。資料主要包括大橋的總體跨度、各個(gè)界面的幾何尺寸、標(biāo)準(zhǔn)高度、設(shè)計(jì)荷載、橋梁的行車道標(biāo)準(zhǔn)、墩臺(tái)位置與標(biāo)高和建筑材料本身的物理學(xué)性質(zhì)等。同時(shí)，還要做好對(duì)實(shí)橋部分的調(diào)查工作，要對(duì)橋體表面的病害用圖標(biāo)注好，還要及時(shí)調(diào)查清楚橋梁周圍的通電情況、通車情況和天氣狀況等。這些材料的收集是建立在擬定試驗(yàn)方案基礎(chǔ)上的，如果能夠及早地發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題，就能夠及時(shí)對(duì)整個(gè)試驗(yàn)方案進(jìn)行修改。

1.2 荷載試驗(yàn)中的靜載試驗(yàn)

在一般情況下，靜載試驗(yàn)包含的測(cè)試內(nèi)容主要有以下四方面：①橋梁整體結(jié)構(gòu)中的豎向撓度、側(cè)向撓度和扭轉(zhuǎn)變形的情況。在每一個(gè)跨度之間一定要保證有3個(gè)測(cè)試點(diǎn)，并且要保證能夠準(zhǔn)確地取得最大的豎向、側(cè)向的撓度值和變形值，與此同時(shí)，還要仔細(xì)觀測(cè)支座下面的沉值。對(duì)撓度和扭轉(zhuǎn)情況進(jìn)行測(cè)試的另一個(gè)原因是為了驗(yàn)證在建設(shè)過(guò)程中使用的檢測(cè)理論是否正確，對(duì)實(shí)測(cè)的控制截面的主要內(nèi)力，撓度縱向、橫向影響線等進(jìn)行更為準(zhǔn)確的測(cè)試。②記錄橋體控制界面的主要應(yīng)力分布，取最大值和偏載特性。一般要求測(cè)量點(diǎn)不少于5個(gè)，主要包括上緣、下緣和截面的突變處。有部分橋梁結(jié)構(gòu)需要對(duì)測(cè)試支點(diǎn)、橫隔板等處的剪應(yīng)力和主拉應(yīng)力進(jìn)行測(cè)試。③觀察橋體是否出現(xiàn)了裂縫以及在初始裂縫時(shí)施加的荷載情況，標(biāo)明裂縫的位置、裂縫的方向、長(zhǎng)寬度和在卸載之后的閉合狀態(tài)。如果橋梁結(jié)構(gòu)的控制截面發(fā)生變形，裂縫發(fā)生擴(kuò)張，并且在尚未達(dá)到施載的最大荷載力之前就已經(jīng)達(dá)到或超過(guò)了設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的最大值，就必須停止加載。除此之外，還要仔細(xì)觀察裂縫的擴(kuò)展情況，及時(shí)撤離儀器和人員。④在卸載后，還要仔細(xì)觀察殘余變形情況。對(duì)于一些特殊結(jié)構(gòu)的橋梁來(lái)說(shuō)（吊橋、索橋等），應(yīng)當(dāng)要仔細(xì)觀察橋梁索力和塔的變位情況，并對(duì)支座進(jìn)行系統(tǒng)的測(cè)定。

對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的橋梁進(jìn)行靜載試驗(yàn)，要對(duì)控制截面進(jìn)行系統(tǒng)的測(cè)試，保證在截面的影響線上準(zhǔn)確加載符合標(biāo)準(zhǔn)的荷載車輛，從而更好地確定車輛在被測(cè)橋梁上準(zhǔn)確的輪位。除此之外，在試驗(yàn)時(shí)，還要考慮試驗(yàn)的溫度問(wèn)題，一般情況下，當(dāng)溫度發(fā)生了1 ℃的變化時(shí)，橋梁的混凝土構(gòu)件大概會(huì)產(chǎn)生10個(gè)左右的微應(yīng)變變形，因此，要做好溫度方面的補(bǔ)償和收縮方面的補(bǔ)償?shù)裙ぷ?，直接或者間接地將溫度方面的影響降到最低。

1.3 荷載試驗(yàn)中的動(dòng)力試驗(yàn)

進(jìn)行動(dòng)力試驗(yàn)的目的主要是為了更好地研究橋梁整體結(jié)構(gòu)本身的自振特性和車輛的動(dòng)力荷載與混凝土橋梁結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)合振動(dòng)性，得出的數(shù)據(jù)將會(huì)是考察橋梁整體結(jié)構(gòu)運(yùn)行狀態(tài)和整體承載特性的一項(xiàng)重要指標(biāo)。動(dòng)力試驗(yàn)主要包含兩方面的內(nèi)容：①測(cè)定橋梁的橋跨結(jié)構(gòu)在標(biāo)準(zhǔn)的車輛荷載下發(fā)出的強(qiáng)迫型振動(dòng)特性，例如沖擊系數(shù)、橋梁的強(qiáng)迫振動(dòng)頻率、動(dòng)位移和動(dòng)應(yīng)力等；②測(cè)定橋跨結(jié)構(gòu)本身的自振特性，比如自振的頻率、自振的振型和阻尼特性等。

在進(jìn)行動(dòng)力試驗(yàn)時(shí)，務(wù)必要求結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定頻率的振動(dòng)，通過(guò)記錄儀器記錄整個(gè)振動(dòng)過(guò)程的時(shí)程曲線，通過(guò)FFT儀器將橋梁結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性系統(tǒng)地分析出來(lái)。一般可以通過(guò)兩種方式將外力對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)本身的動(dòng)力激振狀況模擬出來(lái)，分別是穩(wěn)態(tài)激振方式和脈動(dòng)激振方式。穩(wěn)態(tài)激振是由一輛或多輛滿載車以并行的方式，但是以不同的速度通過(guò)橋梁或者在橋上制動(dòng)。擺動(dòng)激振是利用外界產(chǎn)生的隨機(jī)振源進(jìn)行模擬。

2 混凝土橋梁檢測(cè)技術(shù)的最新發(fā)展

橋梁工程建設(shè)對(duì)世界上任何一個(gè)國(guó)家來(lái)說(shuō)都有非常重要的作用，每個(gè)國(guó)家都會(huì)花費(fèi)大量的人力、物力、財(cái)力對(duì)橋梁進(jìn)行建設(shè)和維護(hù)，這在無(wú)形中推動(dòng)了橋梁檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展。為了保證橋梁施工、維護(hù)、修補(bǔ)的資金能夠得到合理應(yīng)用，相關(guān)部門會(huì)將之前的檢測(cè)數(shù)據(jù)找出來(lái)，并且同現(xiàn)在的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，將二者組合在一起，從而更準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)橋梁出現(xiàn)的問(wèn)題。這種先進(jìn)的方式被稱作貝葉斯預(yù)測(cè)檢測(cè)技術(shù)。貝葉斯技術(shù)能夠?qū)⒐こ淘u(píng)價(jià)和先前的修建經(jīng)驗(yàn)一起融入今后的混凝土橋梁建設(shè)問(wèn)題的預(yù)測(cè)中，同時(shí)，可以將一些新的檢測(cè)技術(shù)及時(shí)地增加到現(xiàn)有的橋梁管理系統(tǒng)中。在我國(guó)，上海已經(jīng)開(kāi)始建立城市橋梁管理系統(tǒng)，它能夠?qū)蛄赫w不同部位發(fā)生的情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，并且通過(guò)加權(quán)匯總整理成橋梁缺損狀態(tài)值（BCI），在此基礎(chǔ)上得出橋梁本身的使用可靠度。

眾多學(xué)者表明，學(xué)科的交叉能夠使橋梁檢測(cè)技術(shù)得到更大的發(fā)展，并且這也將標(biāo)志著橋梁整體的可靠度評(píng)價(jià)技術(shù)將會(huì)朝著這個(gè)方向發(fā)展，檢測(cè)的方式和方法會(huì)是多種多樣的。在檢測(cè)技術(shù)發(fā)展的過(guò)程中，將會(huì)有更多先進(jìn)設(shè)備投入其中，傳感器將會(huì)更加精準(zhǔn)、耐用，檢測(cè)到的橋梁數(shù)據(jù)將會(huì)直接通過(guò)自動(dòng)化數(shù)據(jù)收集與處理系統(tǒng)輸出相應(yīng)的結(jié)果，節(jié)約了檢測(cè)時(shí)間，保證了檢測(cè)的準(zhǔn)確性，更好地保證了公路橋梁的安全性。

3 結(jié)束語(yǔ)

混凝土橋梁在整個(gè)建設(shè)過(guò)程中，材質(zhì)本身會(huì)存在一定的缺陷，人為失誤也會(huì)對(duì)其產(chǎn)生一定的影響。另外，由于環(huán)境的不斷變化、時(shí)間的不斷延長(zhǎng)，很多混凝土橋梁在使用時(shí)出現(xiàn)了一些問(wèn)題，這使得政府每年在維修等方面的花費(fèi)逐年增多。因此，為了延長(zhǎng)我國(guó)混凝土橋梁的使用周期，避免相關(guān)問(wèn)題的產(chǎn)生，減少維修方面的開(kāi)銷，就需要加強(qiáng)對(duì)混凝土橋梁的檢測(cè)工作。我國(guó)橋梁檢測(cè)部門應(yīng)當(dāng)積極地研制新型橋梁檢測(cè)技術(shù)，讓檢測(cè)工作能夠更加簡(jiǎn)便、快捷、準(zhǔn)確。只有更為完善的混凝土橋梁檢測(cè)技術(shù)才能夠真正檢測(cè)出橋梁的問(wèn)題，更好地促進(jìn)我國(guó)公路橋梁事業(yè)的發(fā)展，推動(dòng)我國(guó)整體經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]劉文，陳明國(guó)，王代琴.鋼筋混凝土橋梁檢測(cè)技術(shù)概述[J].山東交通科技，2006（03）.

[2]李智慧.論混凝土橋梁的檢測(cè)技術(shù)及其新發(fā)展[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2013（16）.

[3]宋來(lái)平.淺談如何提高公路橋梁試驗(yàn)檢測(cè)水平[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（34）.

[4]陳君朝，張仲帆，張樹軍.新型耐久性水泥混凝土橋面鋪裝施工技術(shù)應(yīng)用研究[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2010（12）.

〔編輯：白潔〕

Abstract： At present， although the construction of the bridge has been in development， but compared with developed countries， in some ways still a gap. This requires the use of advanced detection technology bridge construction be detected， analysis of relevant issues that arise in the process of building the bridge. Development of bridge inspection technology is one of the important factors of highway bridge construction projects. From the actual situation of the main building of concrete bridge detection techniques used during the introduction of the system and analyze new developments in detection technology based on existing conditions.

Key words： concrete bridges； detection technology； trial； defects

眾多學(xué)者表明，學(xué)科的交叉能夠使橋梁檢測(cè)技術(shù)得到更大的發(fā)展，并且這也將標(biāo)志著橋梁整體的可靠度評(píng)價(jià)技術(shù)將會(huì)朝著這個(gè)方向發(fā)展，檢測(cè)的方式和方法會(huì)是多種多樣的。在檢測(cè)技術(shù)發(fā)展的過(guò)程中，將會(huì)有更多先進(jìn)設(shè)備投入其中，傳感器將會(huì)更加精準(zhǔn)、耐用，檢測(cè)到的橋梁數(shù)據(jù)將會(huì)直接通過(guò)自動(dòng)化數(shù)據(jù)收集與處理系統(tǒng)輸出相應(yīng)的結(jié)果，節(jié)約了檢測(cè)時(shí)間，保證了檢測(cè)的準(zhǔn)確性，更好地保證了公路橋梁的安全性。

3 結(jié)束語(yǔ)

混凝土橋梁在整個(gè)建設(shè)過(guò)程中，材質(zhì)本身會(huì)存在一定的缺陷，人為失誤也會(huì)對(duì)其產(chǎn)生一定的影響。另外，由于環(huán)境的不斷變化、時(shí)間的不斷延長(zhǎng)，很多混凝土橋梁在使用時(shí)出現(xiàn)了一些問(wèn)題，這使得政府每年在維修等方面的花費(fèi)逐年增多。因此，為了延長(zhǎng)我國(guó)混凝土橋梁的使用周期，避免相關(guān)問(wèn)題的產(chǎn)生，減少維修方面的開(kāi)銷，就需要加強(qiáng)對(duì)混凝土橋梁的檢測(cè)工作。我國(guó)橋梁檢測(cè)部門應(yīng)當(dāng)積極地研制新型橋梁檢測(cè)技術(shù)，讓檢測(cè)工作能夠更加簡(jiǎn)便、快捷、準(zhǔn)確。只有更為完善的混凝土橋梁檢測(cè)技術(shù)才能夠真正檢測(cè)出橋梁的問(wèn)題，更好地促進(jìn)我國(guó)公路橋梁事業(yè)的發(fā)展，推動(dòng)我國(guó)整體經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[3]宋來(lái)平.淺談如何提高公路橋梁試驗(yàn)檢測(cè)水平[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（34）.

[4]陳君朝，張仲帆，張樹軍.新型耐久性水泥混凝土橋面鋪裝施工技術(shù)應(yīng)用研究[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2010（12）.

〔編輯：白潔〕

Abstract： At present， although the construction of the bridge has been in development， but compared with developed countries， in some ways still a gap. This requires the use of advanced detection technology bridge construction be detected， analysis of relevant issues that arise in the process of building the bridge. Development of bridge inspection technology is one of the important factors of highway bridge construction projects. From the actual situation of the main building of concrete bridge detection techniques used during the introduction of the system and analyze new developments in detection technology based on existing conditions.

Key words： concrete bridges； detection technology； trial； defects

眾多學(xué)者表明，學(xué)科的交叉能夠使橋梁檢測(cè)技術(shù)得到更大的發(fā)展，并且這也將標(biāo)志著橋梁整體的可靠度評(píng)價(jià)技術(shù)將會(huì)朝著這個(gè)方向發(fā)展，檢測(cè)的方式和方法會(huì)是多種多樣的。在檢測(cè)技術(shù)發(fā)展的過(guò)程中，將會(huì)有更多先進(jìn)設(shè)備投入其中，傳感器將會(huì)更加精準(zhǔn)、耐用，檢測(cè)到的橋梁數(shù)據(jù)將會(huì)直接通過(guò)自動(dòng)化數(shù)據(jù)收集與處理系統(tǒng)輸出相應(yīng)的結(jié)果，節(jié)約了檢測(cè)時(shí)間，保證了檢測(cè)的準(zhǔn)確性，更好地保證了公路橋梁的安全性。

3 結(jié)束語(yǔ)

混凝土橋梁在整個(gè)建設(shè)過(guò)程中，材質(zhì)本身會(huì)存在一定的缺陷，人為失誤也會(huì)對(duì)其產(chǎn)生一定的影響。另外，由于環(huán)境的不斷變化、時(shí)間的不斷延長(zhǎng)，很多混凝土橋梁在使用時(shí)出現(xiàn)了一些問(wèn)題，這使得政府每年在維修等方面的花費(fèi)逐年增多。因此，為了延長(zhǎng)我國(guó)混凝土橋梁的使用周期，避免相關(guān)問(wèn)題的產(chǎn)生，減少維修方面的開(kāi)銷，就需要加強(qiáng)對(duì)混凝土橋梁的檢測(cè)工作。我國(guó)橋梁檢測(cè)部門應(yīng)當(dāng)積極地研制新型橋梁檢測(cè)技術(shù)，讓檢測(cè)工作能夠更加簡(jiǎn)便、快捷、準(zhǔn)確。只有更為完善的混凝土橋梁檢測(cè)技術(shù)才能夠真正檢測(cè)出橋梁的問(wèn)題，更好地促進(jìn)我國(guó)公路橋梁事業(yè)的發(fā)展，推動(dòng)我國(guó)整體經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[3]宋來(lái)平.淺談如何提高公路橋梁試驗(yàn)檢測(cè)水平[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（34）.

[4]陳君朝，張仲帆，張樹軍.新型耐久性水泥混凝土橋面鋪裝施工技術(shù)應(yīng)用研究[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2010（12）.

〔編輯：白潔〕

Abstract： At present， although the construction of the bridge has been in development， but compared with developed countries， in some ways still a gap. This requires the use of advanced detection technology bridge construction be detected， analysis of relevant issues that arise in the process of building the bridge. Development of bridge inspection technology is one of the important factors of highway bridge construction projects. From the actual situation of the main building of concrete bridge detection techniques used during the introduction of the system and analyze new developments in detection technology based on existing conditions.

Key words： concrete bridges； detection technology； trial； defects