綜述檢測技術在橋梁工程中的應用

宋吉偉　鄭志剛

摘 要：隨著橋梁工程的不斷新建，從很大程度上緩解了我國的交通壓力。然而，橋梁隨著使用年限的增長，再加上超載、施工材料質(zhì)量及施工工藝等一系列問題，將很容易出現(xiàn)一些結構性損傷，從而影響人們的出行安全。為了盡可能的減少質(zhì)量問題的發(fā)生，保證橋梁施工效率及質(zhì)量實現(xiàn)最優(yōu)化，如何科學合理的選擇及實施相關檢測技術是相當重要的。筆者給出的一些看法，僅供參考。

關鍵詞：橋梁檢測技術；橋梁結構；綜合評價

1 橋梁工程中檢測技術的重要性

1.1 為橋梁的安全施工提供科學可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。在橋梁建設施工中運用檢測技術，同時對施工方案與加荷程序做一定調(diào)整，為施工安全與工程質(zhì)量提供真實、可靠、科學的數(shù)據(jù)，是保證安全施工的關鍵。例如，在進行鋼筋混凝土拱橋施工時，由于主橋拱上結構受力體系需進行多次變換，拱肋受力變化狀況較為復雜，因此施工難度也相應較大。雖然設計時會對施工可能出現(xiàn)的情況進行考慮，但卻很難預先精確地估計橋梁結構的實際狀況，所以必須在鋼管合攏后對其上部結構施工過程進行嚴格規(guī)范的現(xiàn)場檢測，并通過檢測所得結果相應調(diào)整施工中的控制參數(shù)，如果已建結構確已偏離控制目標，則應迅速對下一階段施工進行調(diào)整，以保證結構線性順滑。同時，對橋梁結構實際內(nèi)力分布進行監(jiān)控，可保證拱橋處在偏安全的受力范圍之內(nèi)?？梢?，橋梁施工中檢測技術是十分重要的，通過檢測取得的科學、可靠的數(shù)據(jù)，是橋梁質(zhì)量與施工安全的重要保障。

1.2 保證橋梁施工安全，預防橋梁事故發(fā)生。檢測技術的運用是保證橋梁建設施工安全的關鍵。橋梁施工的檢測體系建立的質(zhì)量直接決定了橋梁在施工中的安全，同時也是影響其后續(xù)使用安全性的重要因素。對數(shù)據(jù)進行準確采集與及時傳遞，是橋梁施工檢測的重要保障，應在施工前建立包括組織體系、技術體系及協(xié)調(diào)體系在內(nèi)的檢測體系，組織體系負責組織施工的進行，技術體系通過對施工中的各類數(shù)據(jù)進行實時分析，做出施工誤差評價并制定調(diào)整誤差與控制精度的具體措施，協(xié)調(diào)體系則保證信息傳遞的可靠性、準確性、時效性及暢通性。在檢測體系的作用下，通過具體的檢測手段可獲得施工每個階段橋梁結構的內(nèi)力及變形，從而全面掌握施工的進度及發(fā)展。若在施工中發(fā)現(xiàn)檢測值與設計值存在較大誤差是，應該立即停工，同時進行相應檢查與原因分析，以防止事故出現(xiàn)而導致的不必要損失。

1.3 積累更多的技術資料與施工經(jīng)驗。結合多次施工過程的檢測，積累檢測所得數(shù)據(jù)，結合設計之初的預估數(shù)據(jù)，可逐漸積累特定地形條件及相關因素干擾下實際施工會出現(xiàn)的具體反映，從而為下一次的類似施工環(huán)境施工計劃的制定提供有力依據(jù)。同時利用監(jiān)控與檢測所得數(shù)據(jù)調(diào)整原施工計劃，并在后續(xù)施工中積累檢測所得數(shù)據(jù)的偏差值，從而為施工方案出現(xiàn)偏差的調(diào)整積累了經(jīng)驗。

2 評定橋梁的主要方法

2.1 分析計算法。此方法主要依據(jù)對結構尺寸、材料性能、外觀缺陷及通行荷載等指標進行實測，根據(jù)橋梁結構計算理論對承載力進行評定，是對舊橋承載力定量了解的一種方法，國內(nèi)外研究人員開展了大量研究，許多國家都趨向于采用鑒定系數(shù)對承載力進行評價。隨著不斷發(fā)展的計算機技術尤其是鋼筋混凝土有限元理論，各國學者十分重視有限元計算法。編制有限元計算程序或采用通用的有限元分析軟件，橋梁荷載試驗采用計算機進行模擬，對橋梁實際承載力進行計算，具體采用以下評定步驟，一是橋梁調(diào)查；二是對加載形式進行確定并劃分單元；三是計算采用分級進行加載；四是對承載力進行評定。

2.2 基于病害調(diào)查經(jīng)驗評定方法。該方法依據(jù)《公路養(yǎng)護技術規(guī)范》，基于對橋梁的檢查，通過調(diào)查橋梁狀況、缺陷及損傷部位、程度等內(nèi)容，分析產(chǎn)生缺陷及損傷的原因，以實現(xiàn)對缺陷及損傷影響橋梁質(zhì)量的評價，為橋梁加固及維修提供重要依據(jù)，此方法需要檢查人員具有非常豐富的實踐經(jīng)驗。

2.3 綜合分析法。該方法基于橋梁檢查，采用無破損方式對混凝土強度、氯離子含量、電阻率、碳化深度及結構混凝土中鋼筋銹蝕狀況進行測定，驗算對結構折減后的承載力，對計算結果及結構裂縫等進行綜合分析，才能對結構材料進行評定。

2.4 荷載試驗法。針對大型橋梁，就要采用荷載試驗對實際承載能力進行評定。在橋梁結構鑒定中應用時間最長的就是荷載試驗方法，該方法具有直觀可靠的優(yōu)點，因此在新結構研究及評定橋梁質(zhì)量中應用較多。評定舊橋時，大部分用于評定橋梁工作狀態(tài)不明的情況，用于對評定外觀調(diào)查與綜合分析評定方法不足的彌補。但在荷載試驗時一般要將路線封閉，花費較多資金，耗費較長時間，因此荷載試驗只能針對大型橋梁進行。這種非破壞性荷載試驗，結合試驗荷載作用性質(zhì)，一般可分為靜載與動載試驗兩種，前者對在靜載作用下橋梁的結構工作性能進行客觀反映，后者對橋梁結構動力性能靜載試驗進行反映，一般采用車輛加載方式對梁撓度、應變及裂縫進行測定，對比分析結合試驗結果與理論計算值，對橋梁實際承載力進行判斷。

3 檢測技術在橋梁工程中的具體應用

3.1 橋梁檢測中神經(jīng)網(wǎng)絡的應用。在橋梁檢測的具體過程中，難以隨時了解橋梁受力情況，這不只是耗費較多的人力、物力，還在測量中因測量人員存在的技術差異及繁重工作導致的疲勞，一定會在檢測結果中引人人為誤差。若BP 模型采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡方法進行構造，映射關系可建立在橋梁結構受力之間，在橋梁實際檢測過程中，只需實地檢測部分橋索受力情況，利用BP 模型的映射，就能獲得其余的橋索受力值。

3.2 基于GPRS 實現(xiàn)遠程傳輸橋梁檢測數(shù)據(jù)。遠程監(jiān)測在早期主要利用專用網(wǎng)絡連接設備現(xiàn)場與控制中心，狀態(tài)信息由傳感器進行采集，遵循協(xié)議向控制中心進行傳送。此方式自成系統(tǒng)具有傳送數(shù)據(jù)迅速安全的優(yōu)點，不足之處主要在于通信線路需要單獨進行布設，在距離較遠時，使工程建設成本明顯增大。隨著不斷發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)技術及日臻完善的公用通信網(wǎng)絡，采用GPRS 實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠程傳輸已逐漸成為傳遞信息十分便捷的手段而作為遠程監(jiān)測技術被廣泛應用。

3.3 橋梁檢測中光纖應變傳感器測試系統(tǒng)的應用 。在橋梁檢測中一般采用應變片電測技術作為無損檢測方法，但測試常規(guī)電阻應變片的結果受溫濕度、導線長度等環(huán)境因素的影響。光纖傳感器是近年來發(fā)展起來的新型傳感器，因其體積小、非導電、抗電磁干擾強等優(yōu)點明顯，并可實時多點測量一維連續(xù)空間，所以可對發(fā)電機組、智能大廈等很多設備或物體實施實時多點監(jiān)測。

3.4 橋梁檢測中數(shù)字圖像處理技術的應用 。近年來，在測量領域中逐漸形成圖像測量技術這一新的測量技術。圖像測量就是對被測對象進行測量時，將圖像作為檢測和信息傳遞的有效手段或利用載體的測量方法，主要將有用的信號從圖像中提取出來。避免人工檢測中的低效、環(huán)境局限性大、緩慢、重復可比性差等不足。尤其是對于檢測人員觸及范圍外的情況，采用傳統(tǒng)方法進行量測，具有較大的難度與危險性，還容易出現(xiàn)測量數(shù)據(jù)不準的情況。

4 結語

綜上所述，橋梁工程中的檢測技術不僅與其自身的使用壽命及人們的人生安全有著直接性的影響，同時對我國經(jīng)濟的發(fā)展有重大的影響，因此，橋梁建設中的檢測技術是十分重要的，它關系到我國的民生發(fā)展，影響著人民的生活水平。在新時代的背景下，我們更需對橋梁檢測技術引以重視，從而促進橋梁施工質(zhì)量的有效提高，更好地造福于社會。