橋梁檢測技術(shù)及發(fā)展趨勢分析

馮魏,李權(quán)

摘 要：近年來隨著社會的發(fā)展，在我國交通建設(shè)不斷向前發(fā)展的背景下，交通運輸?shù)闹黧w物數(shù)量也不斷增大，且增速越來越快，這對橋梁的抗壓能力的要求也越來越高，一些使用時間較長的橋梁會不堪重負(fù)加快老化的速度。

關(guān)鍵詞：橋梁檢測技術(shù);應(yīng)用價值;發(fā)展趨勢

0 引言

隨著我國橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)量進(jìn)入快速增長的時期，我國新建及已服役的橋梁規(guī)模日益龐大，橋梁的健康不僅關(guān)系到交通運輸業(yè)的發(fā)展，還涉及區(qū)域經(jīng)濟的穩(wěn)定及發(fā)展。橋梁結(jié)構(gòu)在服役的過程中，由于受到各種荷載，難免會造成損傷，從而形成安全隱患。因此，目前不僅對橋梁檢測崗位的技術(shù)人員的需求越來越大，還對檢測人員的專業(yè)素質(zhì)以及檢測技術(shù)的要求越來越高。為了保證橋梁的運營安全，有必要對橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行定期檢測，相關(guān)檢測技術(shù)已成為維護(hù)橋梁結(jié)構(gòu)正常使用的技術(shù)手段。常用的無損檢測技術(shù)能準(zhǔn)確診斷橋梁表面和內(nèi)部的裂縫、孔洞和鋼筋銹蝕，評價橋梁損傷的變化和壽命，為橋梁的正常使用提供可靠的依據(jù)。

1 橋梁檢測技術(shù)的應(yīng)用價值

隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展，各種各樣的工程結(jié)構(gòu)都體現(xiàn)出了良好的應(yīng)用效果，其中橋梁結(jié)構(gòu)體現(xiàn)出數(shù)量多、投資大以及內(nèi)容豐富等多個方面的特點，橋梁結(jié)構(gòu)的整體檢測技術(shù)已經(jīng)受到相關(guān)行業(yè)人員的普遍關(guān)注。對于橋梁結(jié)構(gòu)來說，隨著使用年限的增加，受到外界環(huán)境以及氣候因素等多個方面的影響，同時在通行車輛的影響下，導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)受損，使橋梁構(gòu)件受到意外損傷或者自然傷害，從而對整體橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性都產(chǎn)生了影響。根據(jù)國外相關(guān)專業(yè)人員研究，大約有40%的橋梁工程在具體結(jié)構(gòu)功能方面存在一定的問題，和實際的橋梁需求難以充分融合，造成這些橋梁結(jié)構(gòu)缺陷問題的原因比較復(fù)雜，對這些橋梁結(jié)構(gòu)問題以及缺陷的修復(fù)需要大量資金及人力資源的成本投入。一些國家由于天氣、氣候情況極度惡劣，導(dǎo)致大多數(shù)橋梁工程存在程度不一的損傷問題，這些損傷問題的存在不僅會影響到橋梁本身的使用性能以及使用壽命，同時還會導(dǎo)致在橋梁中通行車輛的運行安全性受到相應(yīng)的影響。不同國家橋梁施工技術(shù)以及氣候條件、地質(zhì)情況等方面存在差異性，導(dǎo)致具體的橋梁施工情況有所不同，橋梁受損的數(shù)量也并不完全統(tǒng)一。在我國橋梁的整體安全情況不容樂觀，需要予以重視。

2 橋梁檢測技術(shù)及發(fā)展趨勢分析

2.1 關(guān)于橋梁無損傷檢測技術(shù)

以前的檢測技術(shù)依靠簡單的試驗和工作人員在現(xiàn)場的檢測，必要時還要采用混凝土檢測和超聲波測試等特殊手段。在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的時代下，無損檢測技術(shù)誕生了，打破了傳統(tǒng)技術(shù)僵持的局面，在此技術(shù)的刺激下，許多新型的檢測方法手段不斷被創(chuàng)造出來，使得無損檢測的技術(shù)逐漸多元化、系統(tǒng)化。如今，科研人員提出了許多有別于傳統(tǒng)技術(shù)的方法，以便更全面、準(zhǔn)確地評估橋梁的破壞性。其中一些已經(jīng)得到了廣泛的推廣和成功的應(yīng)用。例如，激光雷達(dá)可以用來測量橋梁下部結(jié)構(gòu)的撓度;采用全息干涉儀和激光散斑法檢測橋梁的變形程度;漏磁微擾法可以成功地檢測鋼索、鋼梁和混凝土中的鋼筋。

2.2 靜載檢測

靜載檢測是對橋梁的指定部位施加靜載，并對獲得的相關(guān)信息進(jìn)行記錄和分析，通過這些信息全面了解橋梁的相關(guān)性能。通過在橋梁特定部位科學(xué)設(shè)置靜荷載（重荷載、車輛荷載等），并在測量斷面安裝位移、角度、應(yīng)力等相關(guān)測量工具，通過這些工具測得的數(shù)據(jù)可以了解橋梁的具體情況。相關(guān)測量參數(shù)如下：（1）橋梁結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)變形值、橫向和縱向撓度值;（2）橋梁控制截面上的應(yīng)力分布;（3）墩頂位移、轉(zhuǎn)角及支座位置位移、轉(zhuǎn)角;（4）當(dāng)橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫時，荷載較小。通過對上述參數(shù)的綜合記錄和研究，可以充分了解該橋的具體情況，進(jìn)而科學(xué)評價該橋的使用性能。為有效保證試驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，在進(jìn)行靜載試驗前，應(yīng)對所用測量裝置的靈敏度進(jìn)行詳細(xì)的測試，防止因試驗設(shè)備的誤差而導(dǎo)致試驗結(jié)論不準(zhǔn)確。

2.3 無線電檢測技術(shù)

橋梁施工是為了方便人們出行，車輛在橋梁上的運行是不固定的，橋梁一般處于長期使用狀態(tài)，車輛行駛產(chǎn)生的壓力荷載比較大，在這個長期過程中，或多或少會影響橋梁結(jié)構(gòu)。如果橋梁結(jié)構(gòu)不能承受交通產(chǎn)生的重力荷載，就會破壞橋梁結(jié)構(gòu)，使橋梁產(chǎn)生裂縫。隨著車輛的增多，橋面的壓力荷載不斷增大，裂縫會緩慢擴展。當(dāng)裂縫增大到一定程度時，會使橋梁無法正常使用，影響人們的出行安全和效率。對于這個問題，我們可以利用無線電檢測技術(shù)來解決，主要的方法是在橋梁的不同區(qū)域安裝傳感器，這些傳感器會接收到無線電波，檢測人員在分析無線電波后，就可以知道橋梁在不同區(qū)域的運行情況。由裂紋產(chǎn)生的應(yīng)力波可以被傳感器接收，然后反饋給工作人員。通過目視分析，可以準(zhǔn)確地找到裂紋位置，進(jìn)行有針對性的修復(fù)。

2.4 沖擊波檢測技術(shù)

橋梁施工是一個各方面綜合考量的過程。需要考慮的因素很多，檢測頻率也比較頻繁，主要目的是避免橋梁運行中出現(xiàn)問題。在建筑物內(nèi)部檢測中，檢測人員要多角度進(jìn)行檢測，保證檢測的全面性，做好各檢測環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)工作，在不影響整體結(jié)構(gòu)的情況下進(jìn)行檢測。目前已知的探測方法多種多樣，而沖擊波探測技術(shù)具有最高的實用性。這項技術(shù)是基于建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)部波動。當(dāng)建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)受到破壞時，沖擊波會產(chǎn)生較大幅度的信號波動。接收到反饋信號后，設(shè)備會進(jìn)行分析，然后找出建筑物內(nèi)部缺陷的位置，工作人員可以做出相應(yīng)的解決方案。沖擊波檢測技術(shù)可以忽略建筑深度因素，對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面檢測，具有良好的應(yīng)用優(yōu)勢。

2.5 動載試驗方法

進(jìn)行此試驗是為了探究橋梁結(jié)構(gòu)上的性能，可以準(zhǔn)確判斷一個橋梁的現(xiàn)狀以及能承載多大的重量。舉例來說，對于橋梁的動力具有重要參照價值的動力系數(shù)是影響橋梁的經(jīng)濟和安全性的直接因素，若橋梁太過振動，會造成行人的不舒適感增強，甚至引起游客的恐慌，當(dāng)橋梁的自振頻率在某個不適合范圍時，就有可能產(chǎn)生共振，這是十分危險的。為了避免這種情況的發(fā)生，要定時對橋梁的動力進(jìn)行檢測。近20年來，科研家逐漸豐富動力檢測的方法，擴大了其功能。

2.6 橋梁外觀檢測

橋梁外觀檢測技術(shù)是一種相對簡單、直觀、實用的常規(guī)檢測方法。用這種方法檢測橋梁時，主要是通過觀察和觸摸來仔細(xì)、深入地觀察橋體的缺陷區(qū)域。該項檢測方式能夠較為簡便、快捷地確定橋體表面的質(zhì)量病害，例如裂縫、橋面脫落、凹陷等相關(guān)質(zhì)量缺陷。盡管這一檢測技術(shù)具有操作簡便、實用性強的特點，但它僅能檢測一些外觀質(zhì)量狀況，不能檢測出橋體結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在的缺陷。

3 結(jié)語

通過橋梁檢測可以基本了解橋梁的實際情況，保證使用安全性。以往的測試方法不能對橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效監(jiān)測，難以滿足當(dāng)前的需求。在科技不斷完善與發(fā)展的背景下，對橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測時大量引入了人工智能技術(shù);與此同時，學(xué)科與學(xué)科之間的聯(lián)系逐漸密切，許多新出爐的科學(xué)成果可以應(yīng)用在此方面，這對于推動橋梁檢測的發(fā)展具有十分重要的意義。

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