橋梁檢測技術及其發(fā)展趨勢簡述

李 譞

（重慶市市政設計研究院， 重慶 400000）

0 引言

我國的交通運輸發(fā)展越來越迅速，隨之而來的交通運輸量也得到了大幅度的增長，道路所需要承受的重量也越來越大。因此，橋梁在長期的運營過程中不可避免的會產生結構性的損傷，橋梁的耐久度及承載能力將會逐步降低，直至威脅到橋梁的安全運營。橋梁在使用過程中受到結構損傷的因素非常多，大致上分為人為因素和自然因素。在對受損橋梁進行相關維修、加固和整治工程前，必須對其整體結構進行全面檢測。因此，橋梁運營過程中的整體結構檢測是十分有必要的。

1 橋梁承載力檢測

1、動載試驗檢測方法

為了對橋梁結構的動力性能進行深度研究，可以采用動載試驗檢測方法，以此可以對橋梁整體的運營狀況進行了解。為了確定車輛荷載對橋梁動力的作用，需要對動力系數(shù)進行測量，動力系數(shù)是最重要的技術參數(shù)之一，在一定程度上影響著橋梁設計的安全性。為了保障行人的行駛舒適度，需要將橋梁的振動幅度控制在一定范圍之內，如果橋梁的自振頻率超出了控制范圍外，就會形成共振現(xiàn)象。通過改變橋梁的自振頻率，可以對橋梁結構損傷狀態(tài)方法進行優(yōu)化，觀察橋梁振動模態(tài)的整體變化，以此可以對橋梁結構參數(shù)進行精準的估計，這是橋梁損傷檢測的基礎。通過運用常規(guī)的試驗模態(tài)分析測試方法，可以獲得橋梁整體的振動模態(tài)。橋梁整體使用過程中，會有專門的工作人員對每一個損傷測點進行記錄，以便于可以觀察橋梁振動模態(tài)整體參數(shù)的變化，通過大數(shù)據(jù)的匯總和分類，可以對橋梁的結構損傷位置進行預測。

2、靜載試驗檢測方法

變形、撓度、裂縫是橋梁工作性能相關的一些參數(shù)，為了有效地測量出這些參數(shù)，需要借助靜載試驗來完成。在大數(shù)據(jù)的分析測量中，以此對橋梁的抗裂性能和強度進行分析，混凝土橋梁的靜載試驗內容繁多。對橋梁的結構豎向撓度進行分析，撓度的每一個變形值都需要進行記錄，通過觀測每個實驗的下沉值，可以對整個控制截面進行有效分析。橋梁結構需要時刻關注是否出現(xiàn)裂縫，裂縫會降低整體橋梁結構的荷載能力，需要及時的對裂縫的位置進行明確，此外還需要對裂縫的長度、寬度及卸載后的閉合情況進行了解，導致裂縫出現(xiàn)的原因有很多種，無外乎建橋初期設計不合格，以及后天的自然因素。橋梁工程進行設計師，沒有考慮到橋體的荷載問題，實際的荷載要遠遠超出設計時的荷載。最后還有一點就是，橋梁在當初設計時所采用的原材料質量存在問題。細觀察卸載后的殘余變形。對特殊結構而言，如懸索橋和斜拉橋，尚需觀察索力和塔的變位并進行支座的測定。

2 橋梁檢測技術分析

1、結構損傷識別

小波分析損傷識別法。 由于小波分析適合分析非平穩(wěn)信號, 因此可作為損傷識別中信號處理的較理想的工具, 用它來構造損傷識別中所需要的特征因子, 或直接提取對損傷有用的信息。在測量條件處于非平穩(wěn)信號狀態(tài)時，可以采用小波分析損傷識別技術，小波分析損傷識別技術是最為理想的處理工具。通過對信號進行仔細分析，可以對其中的特征因子進行精準識別，在提取對橋梁結構損傷相關的信息時，小波分析損傷識別技術有利于信號的提取。小波分析在橋梁結構損傷識別中得到了廣泛應用，在信號噪音分離、奇異信號檢測及其他的頻帶分析時，可以利用分析法進行精準的信號提取。在構造檢測網絡的過程中，需要依靠振動測量數(shù)據(jù)，振動測量數(shù)據(jù)處于無損傷的系統(tǒng)中，這是神經網絡的損傷識別基礎思路。為了確定不同種類的網絡參數(shù)，需要選擇不同的測量方式，在網絡中還需要輸入不同的數(shù)據(jù)，以此網絡作為反饋，就會有不同的數(shù)據(jù)輸出。整體的輸入輸出過程需要達到對等，如果兩者之間是相通的，就證明整體系統(tǒng)是成功的。如果系統(tǒng)中的特性沒有任何的變化，輸入輸出之間的關系就會形成對等，系統(tǒng)如果出現(xiàn)了損傷，輸入輸出兩者之間也會形成差異。

2、無損傷檢測技術

動載試驗和靜載實驗是橋梁檢測的主要方法，工作人員通過現(xiàn)場實際目測，可以對橋梁的檢測進行精準的監(jiān)管。在整體檢測的過程中，還具有許多其它的檢測方式，超聲波探測和硬度實驗是最為常用的檢測手段?，F(xiàn)在科學技術在快速的向前發(fā)展，通信技術和現(xiàn)代傳感技術推動了橋梁無損傷檢測技術的發(fā)展，通過降低對橋梁結構的傷害，對橋梁整體結構進行檢測。科學技術的發(fā)展推動了檢測方法的發(fā)展，智能化和高效化的無損傷檢測技術，是未來的橋梁檢測技術發(fā)展趨勢。對細節(jié)方面的處理一定要非常重視，為了防止混凝土表面會出現(xiàn)裂縫，一般會將模板進行螺栓固定，這樣在一定程度上可以大幅度的去提高模板的牢固性，同時這樣做，在以后的模板拆卸過程當中也會非常的方便。對橋梁結構進行整體檢測的過程中，需要進行互換性的檢測，隨著科學技術的不斷提高，已經可以對橋梁進行非破壞性的檢測評估。許多無損傷檢測技術被廣泛地應用于橋梁檢測中，在對橋梁下部結構的撓度進行測試時，可以利用相干激光雷達測試，為了對橋體表面的變形狀態(tài)進行深刻掌握，需要結合激光斑紋測量技術和全息干涉儀。橋梁混凝土層最容易出現(xiàn)不易察覺的損傷，通過利用鋼梁和混凝土內部的鋼筋，可以對橋梁混凝土層中的損傷進行檢測?？茖W技術在快速的向前發(fā)展，可以推動振動實驗模態(tài)發(fā)展，對橋梁結構動力模型需要進行不斷的優(yōu)化和調整，整個過程中就需要運用到振動測試數(shù)據(jù)，以此作為優(yōu)化調整的數(shù)據(jù)依據(jù)。將振動模態(tài)分析技術作為基礎，在整體測量當中，動力響應只是其中的一種度量，可以提高結構動力分析的效率。橋梁結構的剛度和阻尼特性會發(fā)生變化，為了對這些變化進行仔細的掌握，需要選擇結構振動模態(tài)作為權數(shù)，有利于對單位橋梁結構損傷進行精準定位。

3 橋梁檢測技術發(fā)展趨勢

橋面板檢測系統(tǒng)是國際上先進的橋梁檢測技術，其中包含了地面滲透雷達和遠紅外熱成像系統(tǒng)。先進的銹蝕探測和評估技術，包括磁漏探測技術、探測先張法壓漿空隙的沖擊—反射系統(tǒng)、埋入式銹蝕微傳感器以及以磁為基礎的測量系統(tǒng)。目前，國際上探索性的研究項目就是聲發(fā)射技術，該技術雖然只是在探究階段，但是在實驗過程中也頗具效果。未來對于橋梁檢測技術的發(fā)展重點在于無損傷的檢測技術，研發(fā)的相應設備主要是以聲發(fā)射技術為核心，可以全面的對橋梁變形進行實時監(jiān)控，對橋梁結構超載情況進行實時測量。

4 結語

綜上所述，橋梁在使用過程中所受到的因素非常多，我國的交通運輸發(fā)展越來越迅速，道路所需要承受的重量也越來越大，通過運用常規(guī)的試驗模態(tài)分析測試方法，可以對橋梁的結構損傷位置進行預測。對橋梁的結構豎向撓度進行分析，可以對整個控制截面進行有效分析，通過對信號進行仔細分析，依靠振動測量數(shù)據(jù)，選擇不同的測量方式，降低對橋梁結構的傷害，對橋梁整體結構進行檢測。