論橋梁檢測技術(shù)的研究及運(yùn)用

吳楠　諶菊紅

[摘要]隨著社會快速發(fā)展，橋梁工程規(guī)模與數(shù)量不斷擴(kuò)大，橋梁檢測通常基于實(shí)際情況進(jìn)行荷載試驗(yàn)，確保橋梁工程符合橋梁設(shè)計要求，保障橋梁施工質(zhì)量與通行安全。本文從對橋梁工程檢測技術(shù)的研究著手，分析荷載試驗(yàn)的應(yīng)用內(nèi)容，探討橋梁檢測技術(shù)的最新發(fā)展，為同行提供有意義的參考借鑒。

[關(guān)鍵詞]橋梁；檢測技術(shù)；靜載試驗(yàn)；動載試驗(yàn)

橋梁工程建設(shè)竣工之后，為保證橋梁的安全性與可靠性，應(yīng)對橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面檢測，防止橋梁在使用過程中發(fā)生一定程度的損壞，導(dǎo)致橋梁承載力降低。在當(dāng)前的橋梁檢測中，常用檢測技術(shù)為荷載試驗(yàn)，主要分為靜載試驗(yàn)與動載試驗(yàn)。伴隨著科技的進(jìn)步與橋梁建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大，我國在橋梁檢測方面，不斷引進(jìn)新理念、新設(shè)備、新技術(shù)，為橋梁檢測提供了發(fā)展動力。然而，我國橋梁檢測技術(shù)依然有很多不足之處，需要相關(guān)研究人員積極探索、不斷創(chuàng)新，推動橋梁檢測技術(shù)的發(fā)展。

1、橋梁檢測技術(shù)研究

橋梁檢測需要依托荷載試驗(yàn)進(jìn)行，橋梁進(jìn)行荷載試驗(yàn)時，一般應(yīng)根據(jù)自身情況而定。適用于荷載試驗(yàn)的主要有以下幾種情況：（1）對新建大跨度橋梁性能的檢測，特別是對修建中使用新技術(shù)、新材料、新結(jié)構(gòu)、新工藝的橋梁，同時借助荷載試驗(yàn)對其整體質(zhì)量、性能進(jìn)行全方位檢測；（2）對于通行特殊車輛的橋梁，應(yīng)借助荷載試驗(yàn)對其承載能力進(jìn)行檢測，，確保通行安全可靠：（3）對一些修復(fù)或重建的橋梁的檢測，可利用荷載試驗(yàn)檢測其通行效果；（4）針對老舊橋梁的檢測，判斷其承載能力是否能滿足車輛的通行要求，同時利用荷載試驗(yàn)，判斷其是否可以繼續(xù)使用。

1.1荷載試驗(yàn)分類

荷載試驗(yàn)主要根據(jù)荷載性質(zhì)來分.具體分為靜載試驗(yàn)和動力試驗(yàn)，靜載試驗(yàn)以檢測橋梁工程的扭曲變形與撓度為中心，重點(diǎn)檢測橋梁的截面承載能力；動力試驗(yàn)主要檢測橋梁結(jié)構(gòu)茌通行車輛作用下的動力效應(yīng)，以及車橋耦合特性。

1.2荷載試驗(yàn)的前期準(zhǔn)備工作

荷載試驗(yàn)前應(yīng)完善前期準(zhǔn)備工作，主要包括檢測工具、人員、施工材料是否齊備。另外，檢測人員茌進(jìn)行試驗(yàn)之前，應(yīng)充分收集與工程相關(guān)的資料，為后期試驗(yàn)檢測提供詳細(xì)全面的資料信息，以供后期試驗(yàn)參考。

2、靜載試驗(yàn)

靜載試驗(yàn)在檢測橋梁工程性能時，檢測內(nèi)容為：一是檢測橋梁扭曲變形及結(jié)構(gòu)撓度，檢測時橋梁配設(shè)三個測點(diǎn)，基于檢測獲取最大的變形值；二是記錄橋梁控制截面的應(yīng)力分布狀況，根據(jù)橋梁截面的應(yīng)力最大值進(jìn)行計算，獲取截面偏載特性。同時，試驗(yàn)過程中，控制截面檢測點(diǎn)多于5個，即橋梁上緣、下緣，截面突變位置，旨應(yīng)沿截面高度配設(shè)測點(diǎn)；三是靜載試驗(yàn)時需觀察橋梁結(jié)構(gòu)有無裂縫，進(jìn)行詳細(xì)記錄，當(dāng)出現(xiàn)初始裂縫時，應(yīng)記錄下橋面荷載，標(biāo)記裂縫位置，注明初始裂縫位置、方向、長度、寬度、大小以及卸載后裂縫閉合情況，將需要注意的信息記錄在案。另外，在工作人員在進(jìn)行試驗(yàn)時，若發(fā)現(xiàn)橋梁應(yīng)力、變形、裂縫有超過限值的情況，即使施加的荷載尚未達(dá)到設(shè)計值，試驗(yàn)也必須即刻終止，停止檢測，工作人員立即快速撤離，防止橋梁坍塌及一系列事故的發(fā)生。

3、動力試驗(yàn)

橋梁結(jié)構(gòu)的動力試驗(yàn)主要是對受到車輛移動荷載影響的橋梁進(jìn)行檢測，通過檢測其動應(yīng)力、動位移、強(qiáng)迫振動系數(shù)、強(qiáng)迫振動頻率、振型、沖擊系數(shù)等，來研究橋梁結(jié)構(gòu)的自振特性、阻尼特性和車橋耦合動力特性。

在進(jìn)行動力試驗(yàn)時，首先應(yīng)使橋跨結(jié)構(gòu)振動，通過儀器記錄橋梁振動過程，借助傅立葉儀器，這種快速準(zhǔn)確的檢測儀器，分析橋梁結(jié)構(gòu)振動特性。主要激振方式為，穩(wěn)態(tài)激振，脈動激振方式，以模擬外界對橋梁的動力激振。

4、國內(nèi)外橋梁榆技術(shù)新發(fā)展

美國作為橋梁大國，常年有大量橋梁需要維修，為提高橋梁維修經(jīng)費(fèi)使用效果，美國公路管理局主要使用貝葉斯預(yù)測技術(shù)進(jìn)行橋梁檢測，結(jié)合前檢測數(shù)據(jù)，將其與工程判斷相結(jié)合，避免測量錯誤?；谙惹敖?jīng)驗(yàn)信息與工程實(shí)際狀況進(jìn)行橋梁衰變預(yù)測，并將新檢測數(shù)據(jù)添加至橋梁管理系統(tǒng)，克羅拉多州的一座預(yù)應(yīng)力橋梁正是利用這一技術(shù)進(jìn)行檢測。美國公路管理局茌多年之前已將美國國內(nèi)橋梁相關(guān)數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)庫，并不斷更新數(shù)據(jù)庫中橋梁檢測數(shù)據(jù)。

我國上海市目前正在投建“上海市城市橋梁管理系統(tǒng)”，對橋梁缺損狀況進(jìn)行加權(quán)匯總，得出橋梁使用可靠度，運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)，基于損傷力學(xué)檢測橋梁表面病害及各類故障，目前，成果斐然。有的學(xué)者認(rèn)為，可用它估計老舊橋梁的剩余壽命，這種多學(xué)科交叉檢測的方式，促進(jìn)橋梁的檢測理論的發(fā)展，標(biāo)志著橋梁可靠度的提升，為今后橋梁可靠性檢測提供了多元化方向，檢測方法更加新穎，檢測技術(shù)日新月異。以前斜拉橋如果發(fā)生斷索事故，檢修人員很難知曉?，F(xiàn)在，可利用磁漏技術(shù)進(jìn)行檢測，確定斷鎖位置。

另外，樁基試驗(yàn)方法發(fā)生較大突破，可利用波動方程進(jìn)行樁的動測試驗(yàn)，例如高應(yīng)變動力檢測已廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外橋梁檢測之中。動力分析的傅立葉從硬件式設(shè)備轉(zhuǎn)換至“Pc分析儀”，很大程度上減少了使用費(fèi)用。

結(jié)語：

隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，橋梁工程越來越多，但是橋梁工程受到材料自身缺陷的影響，施工中的失誤、環(huán)境的腐蝕，在日積月累的作用下，橋梁很容易遭到破壞，對橋梁的維護(hù)、重建費(fèi)用逐漸攀升。因此，對橋梁工程的檢測不僅關(guān)系到人民的正常通行和生命財產(chǎn)安全，同時也是防止資金浪費(fèi)的重要工作，相關(guān)單位應(yīng)給予高度重視。在當(dāng)前日新月異的科學(xué)技術(shù)支撐下，橋梁檢測技術(shù)定然會朝更加完善，更加成熟的方向發(fā)展，從而得出更加準(zhǔn)確的檢測結(jié)果，保證橋梁的使用安全，提高橋梁的使用質(zhì)量和使用壽命。