分析橋梁檢測(cè)與數(shù)據(jù)采集及處理技術(shù)

喻翠芳 喻文鑫

摘要：文章以橋梁檢測(cè)技術(shù)和數(shù)據(jù)采集處理技術(shù)為研究對(duì)象，深入分析橋梁檢測(cè)過(guò)程中數(shù)據(jù)的收集方式以及處理效果，首先從橋梁的性能相關(guān)參數(shù)檢測(cè)要求出發(fā)，在論述靜載實(shí)驗(yàn)、動(dòng)載實(shí)驗(yàn)、無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)上，全面的闡述橋梁檢測(cè)數(shù)據(jù)的采集與處理內(nèi)容，目的在于提高橋梁工程的質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】橋梁檢測(cè)；數(shù)據(jù)采集；處理技術(shù)

橋梁的安全檢查和數(shù)據(jù)采集是確保其能夠安全使用的基礎(chǔ)，檢測(cè)是了解其運(yùn)行狀況的主要方式，同時(shí)要能夠判定其幾何量的變化，掌握橋梁在使用過(guò)程中所存在的線形變化的情況以及內(nèi)力變化情況，分析導(dǎo)致變形的主要原因，還能夠以此來(lái)實(shí)施有效的修繕與重建處理，避免在施工過(guò)程中，出現(xiàn)塌陷、失效等情況，也能夠防止發(fā)生交通安全事故。

1.橋梁檢測(cè)的內(nèi)容

從實(shí)際情況來(lái)分析，橋梁檢測(cè)內(nèi)容包含多個(gè)方面，從檢測(cè)方法角度來(lái)說(shuō)，其包含了靜載試驗(yàn)、動(dòng)載試驗(yàn)與無(wú)損檢測(cè)幾種，而從間隔時(shí)間與頻率角度分析，可以分為經(jīng)常性檢查與定期檢查。經(jīng)常性檢查是工作人員的基礎(chǔ)性工作，主要是采用的是目測(cè)的方式，可以使用一些比較常見(jiàn)的工具作為輔助，通常間隔時(shí)間為一個(gè)月或者幾個(gè)月；定期檢查也可稱之為詳細(xì)檢查，間隔時(shí)間是半年或者一兩年。定期檢查針對(duì)的是橋梁的基礎(chǔ)性能，從各個(gè)部分入手開(kāi)始檢查，對(duì)于損壞的位置進(jìn)行標(biāo)記，此時(shí)就需要運(yùn)用比較專業(yè)的機(jī)械設(shè)備來(lái)進(jìn)行?？傊?，橋梁的檢測(cè)不管是選擇哪一種方法，其主要的是對(duì)外觀與性能方面的檢測(cè)，了解其損壞程度，以判定是否可以繼續(xù)投入使用。

1.1橋梁性能相關(guān)參數(shù)的檢測(cè)

很多技術(shù)參數(shù)與橋梁的運(yùn)營(yíng)性能都存在直接的聯(lián)系，主要分為：靜態(tài)參數(shù)如撓度、應(yīng)變、裂縫等；動(dòng)態(tài)參數(shù)如固有頻率、動(dòng)力響應(yīng)以及振型等；材料參數(shù)比如：混凝土強(qiáng)度指標(biāo)、均勻性和耐久性等等，上述這些參數(shù)都能夠體現(xiàn)出橋梁結(jié)構(gòu)的性能指標(biāo)。從參數(shù)的數(shù)據(jù)可以判定出其運(yùn)行狀況以及所存在的主要問(wèn)題，而檢測(cè)確定這些參數(shù)之后，就能夠確定結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等性能，以最終了解橋梁的承載性能。

1.2靜載實(shí)驗(yàn)

靜載實(shí)驗(yàn)是按照預(yù)先設(shè)定的目的，以及實(shí)施方案，在試驗(yàn)位置上施加靜止載荷，以檢測(cè)其靜力位移、應(yīng)變以及裂縫等方面的狀態(tài)，然后以有關(guān)的技術(shù)規(guī)范來(lái)判定其綜合性能和運(yùn)營(yíng)能力。

1.3動(dòng)載實(shí)驗(yàn)

動(dòng)載實(shí)驗(yàn)主要是利用激振作用的方法，使得其結(jié)構(gòu)出現(xiàn)振動(dòng)，然后檢測(cè)橋梁的固有頻率、阻尼比以及動(dòng)力沖擊等參數(shù)，從而來(lái)判定其剛度性能和運(yùn)行能力。

1.4無(wú)損檢測(cè)

無(wú)損檢測(cè)是在不損壞橋梁結(jié)構(gòu)、使用性能以及其他特性的基礎(chǔ)上，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)中的一些構(gòu)件進(jìn)行物理量的測(cè)定，以更好的判定結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等指標(biāo)，是一種比較先進(jìn)的檢測(cè)方法。這種檢測(cè)方法的關(guān)鍵在于能有效對(duì)材料性能進(jìn)行檢測(cè)，與其他兩種檢測(cè)方法存在明顯的區(qū)別。橋梁實(shí)施無(wú)損檢測(cè)，可以更好的確定其發(fā)生病害的實(shí)際情況。外觀病害檢測(cè)主要是利用肉眼或者測(cè)試儀器來(lái)進(jìn)行整體、Ubuntu的病害檢測(cè)，比如混凝土結(jié)構(gòu)所存在的裂縫與空隙、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)部分所發(fā)生的沉降等問(wèn)題，還能夠確定耐久性與強(qiáng)度參數(shù)，其主要是針對(duì)病害檢查來(lái)進(jìn)行的，但是結(jié)果會(huì)直接受到工作人員技術(shù)水平與經(jīng)驗(yàn)的影響。

2.橋梁檢測(cè)數(shù)據(jù)的采集與處理

2.1檢測(cè)數(shù)據(jù)采集的問(wèn)題

根據(jù)橋梁的實(shí)際情況，選擇上述的一種或者幾種方式來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，從而獲得橋梁運(yùn)行情況的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)的記錄、保存與分析，這就是橋梁檢測(cè)數(shù)據(jù)收集與處理的整個(gè)過(guò)程。檢測(cè)數(shù)據(jù)收集：該階段主要是對(duì)整個(gè)橋梁運(yùn)行狀況中所反映的所有數(shù)據(jù)實(shí)施測(cè)量、記錄與整理等全部工作，從具體情況分析，其主要可以分為內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)與外業(yè)數(shù)據(jù)兩個(gè)基本內(nèi)容。外業(yè)就是所有的檢測(cè)數(shù)據(jù)的記錄和整理，這是內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)，所以應(yīng)該保證所有的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性達(dá)到要求。內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)就是對(duì)檢測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、評(píng)價(jià)、分析和參數(shù)評(píng)估等過(guò)程，所以要有條理性，效率也應(yīng)該達(dá)到要求。橋梁在檢測(cè)過(guò)程中會(huì)存在有大量的數(shù)據(jù)信息，要準(zhǔn)確記錄，并且實(shí)施系統(tǒng)化的分析和處理，以更好的確定橋梁運(yùn)行狀況。

對(duì)于普通的橋梁實(shí)施檢測(cè)都會(huì)存在有數(shù)量龐大的數(shù)據(jù)信息，在檢測(cè)過(guò)程中實(shí)施數(shù)據(jù)的采集、記錄與分析的工作量都是巨大的，且復(fù)雜性非常高，并且極易出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的問(wèn)題。如果針對(duì)的是大型橋梁進(jìn)行檢測(cè)，則會(huì)存在更多的數(shù)據(jù)信息，依然使用傳統(tǒng)的工作方式則會(huì)導(dǎo)致工作量巨大，工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度比較高且容易出現(xiàn)混亂的情況，整個(gè)數(shù)據(jù)處理的過(guò)程都存在嚴(yán)重的問(wèn)題，對(duì)于最終結(jié)果的分析也是非常不利的。

同時(shí)， 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施數(shù)據(jù)的管理和分類的工作也是非常繁瑣的，工作量也非常大。如果工作效率比較低，必然造成后續(xù)的檢測(cè)工作速度無(wú)法提升，并且現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施這些數(shù)據(jù)的處理和分析也是非常麻煩的，一旦出現(xiàn)偏差就會(huì)造成后續(xù)工作無(wú)法進(jìn)行，容易存在重復(fù)性工作。

2.2檢測(cè)數(shù)據(jù)采集處理技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，檢測(cè)數(shù)據(jù)的采集已經(jīng)從傳統(tǒng)的目測(cè)和光學(xué)機(jī)械的方式逐漸演變成為電學(xué)、電子為主要的自動(dòng)化技術(shù)；數(shù)據(jù)的分析和處理目前主要是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)進(jìn)行的，其處理速度非常快且不會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤問(wèn)題。橋梁檢測(cè)數(shù)據(jù)的采集和處理必須要使用具備高精度的設(shè)備，能夠快速處理所接收到的數(shù)據(jù)。

從計(jì)算機(jī)方面來(lái)分析，科技發(fā)展之下，其逐漸向著小型化的方向發(fā)展，且內(nèi)存容量已經(jīng)達(dá)到了千兆字節(jié)的級(jí)別，運(yùn)算速度非?？?，可以實(shí)現(xiàn)每秒數(shù)百兆次的運(yùn)算。微型化計(jì)算機(jī)比如掌上計(jì)算機(jī)的應(yīng)用可以使得更加的方便快捷，大大提高了工作效率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度，但是其運(yùn)算速度卻與臺(tái)式機(jī)相差不大，穩(wěn)定性與可靠性卻非常高。還具備了多種形式的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸功能，可以及時(shí)的將數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)狡渌ぷ饔?jì)算機(jī)內(nèi)。

該工具的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用對(duì)于橋梁檢測(cè)技術(shù)來(lái)說(shuō)是革命性的發(fā)展，也是未來(lái)研究的主要方向，其必然會(huì)促進(jìn)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展和提升，大大提升檢測(cè)工作效率和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，改善外業(yè)作業(yè)環(huán)境，也能夠減少人員數(shù)量、降低成本。在大尺度變形方面的檢測(cè)主要是利用全站儀、水準(zhǔn)儀等設(shè)備來(lái)進(jìn)行的，其具備高自動(dòng)化、高精度的優(yōu)勢(shì)，可以大大提升數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性。

橋梁數(shù)據(jù)測(cè)量實(shí)施處理應(yīng)該在現(xiàn)場(chǎng)，或者室內(nèi)通過(guò)計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備連接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)快速分析和處理。所以這些檢測(cè)設(shè)備必須要能夠聯(lián)機(jī)使用，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化處理，積極的促進(jìn)我國(guó)橋梁檢測(cè)技術(shù)的提升，體現(xiàn)出數(shù)字化儀器的優(yōu)勢(shì)，提高工作效率。

上文中所提到的橋梁檢測(cè)儀器與計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)使用可以達(dá)到相應(yīng)的效果，該方式在國(guó)際上已經(jīng)取得了一定的成就，但是應(yīng)用范圍還比較小，計(jì)算模型也不清楚，價(jià)格非常高，與我國(guó)的實(shí)際情況還不相符，所以大范圍內(nèi)應(yīng)用還存在較大的局限性，并不能徹底解決當(dāng)前我國(guó)所存在的主要問(wèn)題。從當(dāng)前橋梁檢測(cè)行業(yè)的具體要求來(lái)看，國(guó)內(nèi)該技術(shù)的發(fā)展還存在很大的不足與缺陷，研發(fā)出具備上述功能且更具經(jīng)濟(jì)性的設(shè)備是非常必要的。因此，本次課題中的設(shè)計(jì)理念是根據(jù)當(dāng)前我國(guó)的實(shí)際情況研發(fā)出具備高性能、高處理速度且操作非常便捷的橋梁檢測(cè)數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)設(shè)備，該技術(shù)如果成功研發(fā)，必然給橋梁檢測(cè)帶來(lái)新的發(fā)展，促進(jìn)檢測(cè)技術(shù)的提升。

3.結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前的橋梁檢測(cè)工作量比較大且復(fù)雜性比較高，如何在提高檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的前提下來(lái)提高工作效率是未來(lái)發(fā)展的需要，意義也非常重大。但是還應(yīng)該積極的開(kāi)發(fā)出具備更高性能的數(shù)據(jù)記錄器，以滿足當(dāng)前工作進(jìn)行的需要，所以需要全體技術(shù)人員共同努力開(kāi)發(fā)，促進(jìn)行業(yè)的發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

[1]李藝.橋梁智能檢測(cè)技術(shù)的研究及應(yīng)用[ J ] .城市建筑，2013（02）：238+244.

[2]張少錦，劉文峰.橋梁智能檢測(cè)技術(shù)的研究及應(yīng)用[J].鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2010，7（05）：81-86.

[3 ]伍航. P DA在橋梁檢測(cè)中的應(yīng)用[ J ].黑龍江交通科技，2014，37（07）：117.