鋼筋混凝土橋梁試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)及其發(fā)展

王子強(qiáng)

（遼寧省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng)110000）

1 概述

橋梁質(zhì)量是否符合要求對(duì)于提供使用者出行環(huán)境的安全可靠具有關(guān)鍵性作用。另外，無(wú)論采取公路還是鐵路等哪一種運(yùn)輸方式，都離不開(kāi)橋梁所發(fā)揮的作用。基于此應(yīng)提高重視橋梁建設(shè)質(zhì)量等方面的問(wèn)題。采取相應(yīng)的檢測(cè)試驗(yàn)手段，以確保橋梁建設(shè)質(zhì)量及使用安全，并在使用過(guò)程中加強(qiáng)維修養(yǎng)護(hù)，以促進(jìn)交通事業(yè)的健康發(fā)展。

2 鋼筋混凝土橋梁試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)

因環(huán)境或人為因素導(dǎo)致投入使用后的鋼筋混凝土橋梁產(chǎn)生損傷，進(jìn)而引發(fā)一些裂痕現(xiàn)象。在檢測(cè)中這些問(wèn)題比較容易發(fā)現(xiàn)，檢測(cè)技術(shù)比較常用的一般是射線、電磁波干涉等。比較常用的射線檢測(cè)技術(shù)主要有損傷、裂痕檢測(cè)等，可較為準(zhǔn)確地確定橋梁中存在質(zhì)量問(wèn)題的位置。該技術(shù)原理是，各類材料在其基本特性方面有不同程度的差異，其表現(xiàn)出來(lái)的紅外輻射特性也完全不同，結(jié)合熱成像技術(shù)作用能夠發(fā)現(xiàn)，紅外輻射向熱圖像采取相應(yīng)的轉(zhuǎn)換方式，可實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁發(fā)生損傷、裂痕的準(zhǔn)確部位的精準(zhǔn)定位。對(duì)電磁波主要特性的有效利用，可定位橋梁鋼筋和孔道，進(jìn)而將導(dǎo)致?lián)p傷或發(fā)生裂痕的準(zhǔn)確部位及時(shí)找到。眾所周知，射線對(duì)人體健康會(huì)造成一定程度的損害。在檢測(cè)鋼筋混凝土橋梁中，檢測(cè)試驗(yàn)人員應(yīng)提前準(zhǔn)備好相關(guān)防護(hù)措施。

3 鋼筋混凝土橋梁試驗(yàn)檢測(cè)的主要過(guò)程

3.1 試驗(yàn)檢測(cè)的內(nèi)容

經(jīng)外觀檢測(cè)鋼筋混凝土橋梁形態(tài)結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的變形、性能損害程度及受荷載作用影響工作狀態(tài)，對(duì)該橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)一步明確承載能力可應(yīng)用于何種條件下。橋梁建設(shè)竣工并投入使用前應(yīng)進(jìn)行相關(guān)的試驗(yàn)檢測(cè)，橋梁在正常使用后也應(yīng)定期開(kāi)展相關(guān)的試驗(yàn)檢測(cè)工作。結(jié)合有關(guān)理論知識(shí)進(jìn)行驗(yàn)證，若存在一些不合理的地方應(yīng)通過(guò)一些改進(jìn)設(shè)計(jì)措施予以妥善解決。

3.2 試驗(yàn)檢測(cè)的分類

靜載試驗(yàn)檢測(cè)和動(dòng)載試驗(yàn)檢測(cè)是鋼筋混凝土橋梁中兩種主要的試驗(yàn)檢測(cè)方法，前一種方法主要是將載荷附加在橋梁中的不同跨度結(jié)構(gòu)，處于靜止?fàn)顟B(tài)的載荷，可對(duì)橋梁有關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)，后一種方法主要是在橋梁上方采用不同速度載荷經(jīng)過(guò)時(shí)，對(duì)橋梁參數(shù)有關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)生的動(dòng)態(tài)變化加強(qiáng)必要的檢測(cè)。

3.3 檢測(cè)試驗(yàn)內(nèi)容

橋梁檢測(cè)試驗(yàn)內(nèi)容涵蓋對(duì)應(yīng)變、振動(dòng)及位移等方面的相關(guān)測(cè)試數(shù)據(jù)，應(yīng)變測(cè)試主要是因在一定條件下相應(yīng)范圍的應(yīng)力和應(yīng)變之間呈現(xiàn)出線性關(guān)系，基于此可通過(guò)檢測(cè)橋梁應(yīng)變進(jìn)一步計(jì)算出橋梁應(yīng)力及其它參數(shù)值。鋼橋通過(guò)檢測(cè)橋梁內(nèi)力、應(yīng)力的集中狀態(tài)等一些參數(shù)，深入分析橋梁各部分及與各部位相連接的共同受力作用。鋼筋混凝土橋梁加深了解分布于混凝土和鋼筋上的應(yīng)力，截面中性軸位置等，多主梁橋還可對(duì)其分配到各片梁的荷載系數(shù)進(jìn)行測(cè)定，位移測(cè)試主要是詳細(xì)測(cè)定墩頂水平位移、橋跨撓度、混凝土裂紋及橫縱向位移等參數(shù)的變化狀況。振動(dòng)測(cè)試主要是對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)中橋跨和橋墩的波型、振幅、阻尼、周期或頻率、動(dòng)載條件下的沖擊系數(shù)及最大振幅等有關(guān)振動(dòng)特性參數(shù)進(jìn)行測(cè)定。

3.4 檢測(cè)試驗(yàn)采用的儀器設(shè)備

檢測(cè)試驗(yàn)通?？刹捎萌N儀器設(shè)備，機(jī)械式測(cè)試儀器也被稱為機(jī)測(cè)儀器，是早期在橋梁測(cè)試中應(yīng)用的一種試驗(yàn)檢測(cè)設(shè)備，其技術(shù)比較成熟。較高的可靠性，可與各種不同環(huán)境相適應(yīng)，具有較為簡(jiǎn)單的測(cè)試過(guò)程等都是明顯優(yōu)勢(shì)。但也存在亟待完善的地方，諸如線性特性不佳，檢測(cè)試驗(yàn)結(jié)果的精度不高。檢測(cè)試驗(yàn)系統(tǒng)雖然不復(fù)雜，但感知器設(shè)計(jì)相對(duì)復(fù)雜一些，這使設(shè)備外型不夠精巧，在數(shù)據(jù)讀取中較為繁瑣，需多人相互之間進(jìn)行合作方可完成檢測(cè)工作，在一定程度上增大了此過(guò)程的復(fù)雜性，使整個(gè)過(guò)程分工安排不簡(jiǎn)單，所以其使用日漸被淘汰。

電測(cè)儀器在橋梁檢測(cè)試驗(yàn)中目前是一種主要儀器設(shè)備，隨著逐漸發(fā)展的電子技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中逐漸發(fā)揮出重要作用。其工作的基本原理為，由傳感器將機(jī)械量的檢測(cè)值向電量進(jìn)行相應(yīng)轉(zhuǎn)換，再采用電子儀器對(duì)電量進(jìn)行分析并根據(jù)結(jié)果采取有效改善措施，利用指示記錄裝置詳細(xì)記錄有關(guān)數(shù)據(jù)。電測(cè)儀器的特點(diǎn)是其中的一些傳感器是微型的，可與測(cè)試儀器的不同大小相適應(yīng)而參與測(cè)試工作。較多種類的傳感器可適應(yīng)檢測(cè)試驗(yàn)所處實(shí)際環(huán)境的相應(yīng)需要，一些電測(cè)儀器設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程操作控制并向控制儀器傳回檢測(cè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，其中的一些傳感器的線性特性較為突出。電測(cè)儀器因此最適宜應(yīng)用于具有較高靈敏度要求的測(cè)試環(huán)境中，設(shè)置好一些輸出檢測(cè)點(diǎn)，能夠同時(shí)檢測(cè)多個(gè)不同的采樣點(diǎn)，明顯提高了檢測(cè)試驗(yàn)效率。多路測(cè)試系統(tǒng)具有高度自動(dòng)化特點(diǎn)，可在動(dòng)載檢測(cè)試驗(yàn)中逐步擴(kuò)大應(yīng)用。但在具體應(yīng)用過(guò)程中也難免存在一些亟待完善的地方，諸如電測(cè)儀器需要比較復(fù)雜的檢測(cè)步驟，對(duì)具體操作人員的操作技術(shù)水平具有較高要求。若較小規(guī)模的待檢測(cè)試驗(yàn)橋梁并達(dá)不到良好的檢測(cè)環(huán)境，有待于進(jìn)一步擴(kuò)大該儀器設(shè)備的應(yīng)用范圍。

光測(cè)儀器在具體檢測(cè)過(guò)程中應(yīng)充分結(jié)合光傳播方向?yàn)橹本€的基本原理，通過(guò)對(duì)待測(cè)參數(shù)的放大、轉(zhuǎn)換并實(shí)時(shí)記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，主要優(yōu)勢(shì)在于阻尼不大、響應(yīng)速度較快等。光測(cè)儀器可對(duì)物理化學(xué)原理等應(yīng)用，諸如在偏振光作用下，光敏材料的力學(xué)特性和物理化學(xué)原理可產(chǎn)生光學(xué)效應(yīng)，該光測(cè)儀器操作便捷、良好的直觀性好及安全可靠等是明顯優(yōu)勢(shì)。

3.5 檢測(cè)試驗(yàn)的主要方法

實(shí)施檢測(cè)試驗(yàn)方法的過(guò)程相對(duì)較為復(fù)雜一些，主要是檢測(cè)試驗(yàn)點(diǎn)應(yīng)客觀合理地選定，對(duì)儀器設(shè)備應(yīng)采取現(xiàn)場(chǎng)安裝方式，確定附加載荷方式以便于有關(guān)試驗(yàn)工作的審圖開(kāi)展，對(duì)檢測(cè)試驗(yàn)的相關(guān)數(shù)據(jù)記錄分析研究，關(guān)鍵要對(duì)附加載荷方式進(jìn)行確定。附加載荷方式不只是有效利用行駛車輛等物體，在還可采用儀器靜載和動(dòng)載試驗(yàn)中對(duì)實(shí)際載荷進(jìn)行代替，進(jìn)而模擬附加載荷以提高真實(shí)性。檢測(cè)試驗(yàn)過(guò)程中，一定要根據(jù)操作規(guī)程嚴(yán)格進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn)，以免檢測(cè)試驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)一些問(wèn)題，其結(jié)果的精確度與檢測(cè)試驗(yàn)多次的相關(guān)數(shù)據(jù)具有重要關(guān)系，分析檢測(cè)數(shù)據(jù)可能存在不同程度的誤差，將誤差程度較大的一些數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除。

4 鋼筋混凝土橋梁試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展

隨著我國(guó)日益重視科學(xué)技術(shù)，使橋梁試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)得到迅速發(fā)展，逐漸探索出很多新穎橋梁檢測(cè)技術(shù)并獲得一定進(jìn)展。諸如可將鋼筋混凝土橋梁檢測(cè)技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，使橋梁檢測(cè)數(shù)據(jù)資源利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)共享，通過(guò)對(duì)比研究分析后可知，橋梁檢測(cè)試驗(yàn)位置中有一些比較特殊難以進(jìn)行檢測(cè)，而采用無(wú)人機(jī)這一新興科技可將人力替代，向終端機(jī)上發(fā)送檢測(cè)結(jié)果，再結(jié)合反饋的結(jié)果深入分析相關(guān)數(shù)據(jù)。結(jié)合日益成熟的鋼筋混凝土橋梁檢測(cè)技術(shù)，橋梁管理部門應(yīng)將有關(guān)技術(shù)緊密結(jié)合，可顯現(xiàn)出一些錯(cuò)誤信息，并在已有橋梁管理系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)庫(kù)中添加新的試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)，便于橋梁試驗(yàn)檢測(cè)對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行調(diào)取。

5 結(jié)論

我國(guó)鋼筋混凝土橋梁檢測(cè)技術(shù)近年來(lái)的發(fā)展十分迅速，盡管其中存在不少的問(wèn)題，但隨著近年來(lái)橋梁試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展，有利促進(jìn)了鋼筋混凝土橋梁試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)水平的提升。在試驗(yàn)檢測(cè)工作中深入開(kāi)展相關(guān)研究，深入地分析了鋼筋混凝土橋梁試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)、試驗(yàn)檢測(cè)的過(guò)程及該技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。使提出的檢測(cè)技術(shù)具有一定的新穎性，以確保獲得更精確的檢測(cè)結(jié)果，對(duì)于橋梁的維護(hù)效果也更為明顯，有力保障了廣大群眾出行的安全可靠。