新時期公路橋梁檢測質(zhì)量控制與檢測技術(shù)應(yīng)用研究

于洋

（河北交規(guī)院瑞志交通技術(shù)咨詢有限公司，石家莊 050000）

1 引言

與其他建筑工程項目相比，公路橋梁工程損害因素眾多，同時受到檢測技術(shù)和檢測環(huán)境的影響，公路橋梁質(zhì)量檢測存在一定的困難。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，眾多現(xiàn)代化、先進的科學(xué)技術(shù)走進公路橋梁質(zhì)量檢測領(lǐng)域，例如，超聲波檢測技術(shù)、光線傳感檢測技術(shù)、頻譜分析檢測技術(shù)等，此類技術(shù)不僅能保證檢測質(zhì)量，同時能保證檢測時效。基于此，本文立足于新時期背景下的公路橋梁質(zhì)量監(jiān)測，對現(xiàn)階段公路橋梁質(zhì)量檢測技術(shù)的應(yīng)用進行分析，望通過數(shù)據(jù)分析得出的結(jié)論可以為各位檢測人員提供工作思路。

2 新時期公路橋梁檢測技術(shù)的類別及原理

2.1 超聲波檢測技術(shù)

超聲波檢測技術(shù)是一種先進的無損檢測技術(shù)，它利用超聲波對公路橋梁工程進行精確檢測，是常用的無損檢測方法之一[1]。在公路橋梁質(zhì)量檢測過程中應(yīng)用超聲波檢測技術(shù)，主要是利用專業(yè)的儀器設(shè)備發(fā)送超聲波，在所需檢測部位內(nèi)進行信號傳輸，信號接收機接收截面及縫隙反射回的信號，對反射波狀態(tài)進行分析，從而對橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)的完整性進行分析。該技術(shù)的優(yōu)點在于操作簡單、反饋迅速，且可檢測厚度大的結(jié)構(gòu)，整體檢測成本低且能夠?qū)崿F(xiàn)精準定位和檢測。缺點在于若橋梁內(nèi)部有水、空氣等，可能會對超聲波在結(jié)構(gòu)內(nèi)的傳輸造成影響，從而導(dǎo)致反射波數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯誤，使檢測結(jié)果出現(xiàn)偏差。

2.2 光纖傳感檢測技術(shù)

光纖傳感檢測技術(shù)是近年來迅速發(fā)展的檢測技術(shù)，該技術(shù)隨著光纖通信技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展，目前已被廣泛應(yīng)用于航空航天、礦工、新能源等領(lǐng)域[2]。光纖傳感檢測技術(shù)可以利用物理量的敏感性檢測公路橋梁工程結(jié)構(gòu)中的鋼索索力、混凝土預(yù)應(yīng)力、應(yīng)變特性、撓度變化等。與傳統(tǒng)的超聲波檢測方法相比，光纖傳感檢測技術(shù)的檢測結(jié)果更加精確。同時，光纖傳感檢測技術(shù)現(xiàn)階段的傳感器類型繁多復(fù)雜，且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而完善，目前已從傳統(tǒng)笨重的傳感器優(yōu)化為輕便靈巧、不受外界環(huán)境干擾的傳感器。另外，對公路橋梁工程而言，光纖傳感檢測技術(shù)具有高靈敏性、柔韌性強、動態(tài)響應(yīng)范圍大、可移植性等特征優(yōu)勢，但是該技術(shù)的使用成本高，適合有充分預(yù)算的質(zhì)檢工程[3]。

2.3 頻譜分析檢測技術(shù)

頻譜分析檢測技術(shù)也是當(dāng)下較為常見的一種檢測技術(shù)，它通過測量橋梁結(jié)構(gòu)不同介質(zhì)表面波的傳播頻率來分析橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)。在實際應(yīng)用中，檢測儀通過增加垂直沖擊力，形成一個以振源為中心的多頻率瑞雷波面，并在不同位置施加沖擊力，得到不同的波面信號，并透過信號分析介質(zhì)的力學(xué)參數(shù)，從而實現(xiàn)對介質(zhì)厚度、受力均勻性的檢測分析[4]。

2.4 紅外熱像法檢測技術(shù)

紅外熱像法檢測技術(shù)是一種新興的無損檢測技術(shù)。該技術(shù)通過測量物體輻射出的紅外輻射能量獲取物體表面溫度分布特征。在橋梁檢測中，紅外熱像法可以用于混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)及橋墩等部位的熱損傷、裂縫識別、腐蝕情況及水泥混凝土橋梁多孔體的裂縫檢測等。紅外熱像法檢測技術(shù)的優(yōu)點非常突出。首先，該技術(shù)具有快速、準確、無損的特點。與傳統(tǒng)檢測技術(shù)相比，紅外熱像法可以得到高分辨率的溫度圖像，以及溫度變化趨勢圖，對于及早發(fā)現(xiàn)橋梁損傷及時進行修復(fù)非常有幫助。其次，該技術(shù)可以用于橋梁施工和設(shè)計過程中的熱橋分析，便于優(yōu)化橋梁結(jié)構(gòu)，提高橋梁的使用壽命。

在具體應(yīng)用中，紅外熱像法檢測技術(shù)主要分為3 步。首先是預(yù)處理，包括設(shè)備檢查、設(shè)備調(diào)整、環(huán)境檢查和拍攝參數(shù)設(shè)置等。其次是數(shù)據(jù)獲取階段，需要使用紅外熱像儀對檢測對象進行拍攝，生成物體表面溫度分布特征的圖像和數(shù)據(jù)。最后是數(shù)據(jù)分析與處理階段，通過對上述圖像和數(shù)據(jù)的處理和分析，可以得到有關(guān)橋梁狀況的詳細信息，如溫度異常、熱損傷、裂縫等情況。需要注意的是，紅外熱像法檢測技術(shù)也存在一些局限性，該技術(shù)對紅外輻射的響應(yīng)是有限的，僅能檢測到表層問題以及局部問題，不能發(fā)現(xiàn)深層問題，并且其檢測數(shù)據(jù)的精度會受到環(huán)境條件、拍攝角度等多種因素的影響。

2.5 攝像監(jiān)測技術(shù)

攝像監(jiān)測技術(shù)是通過在橋梁結(jié)構(gòu)上安裝高清攝像頭，實時獲取橋梁的變形、振動等信息，通過圖像處理技術(shù)和算法分析橋梁的運行狀況、變形大小、變形速率等數(shù)據(jù)，可以及時發(fā)現(xiàn)橋梁的安全隱患，為橋梁安全運行提供有效的數(shù)據(jù)支持。該技術(shù)的原理是基于計算機視覺和數(shù)字圖像處理技術(shù)，將實時采集的圖像數(shù)據(jù)進行數(shù)字信號處理和圖像分析，得出橋梁的狀態(tài)信息，如變形量、變形速率等，最終形成圖像或視頻輸出[5]。攝像監(jiān)測技術(shù)在公路橋梁檢測和質(zhì)量控制中的應(yīng)用主要有以下方面。

2.5.1 橋梁的實時監(jiān)測與預(yù)警

通過攝像監(jiān)測技術(shù)對橋梁進行實時監(jiān)測，對橋梁的變形、振動等情況進行及時預(yù)警，可以及時發(fā)現(xiàn)橋梁的安全隱患，避免橋梁損壞和事故的發(fā)生。實時監(jiān)測的同時可以記錄并分析橋梁的運行狀況，為橋梁的設(shè)計和施工提供重要的參考數(shù)據(jù)。

2.5.2 橋梁質(zhì)量控制

攝像監(jiān)測技術(shù)可以在橋梁的設(shè)計、施工和維護過程中進行質(zhì)量控制。在橋梁設(shè)計過程中，通過攝像監(jiān)測技術(shù)和圖像處理技術(shù)進行模擬設(shè)計數(shù)據(jù)分析，分析橋梁的變形量和變形速率等數(shù)據(jù)，找出可能存在的安全隱患，指導(dǎo)設(shè)計人員進行優(yōu)化設(shè)計。在橋梁施工過程中，可以通過攝像監(jiān)測技術(shù)進行實時監(jiān)測，對施工質(zhì)量進行控制，確保橋梁的質(zhì)量和穩(wěn)定性。例如，我國首座采用攝像監(jiān)測技術(shù)的大跨徑斜拉橋——杭州灣大橋。該橋采用了300 多個攝像頭，實時監(jiān)測橋梁的變形、振動等情況，成功預(yù)警了多起事故隱患，確保了橋梁的安全運營。另外，北京市也應(yīng)用了攝像監(jiān)測技術(shù)對國家級重點橋梁進行測量和監(jiān)測，如北京西站飛虹橋、五棵松立交橋等。

3 公路橋梁檢測質(zhì)量控制的基本原則

3.1 安全性原則

公路橋梁的安全性是檢測工作的首要原則，也是整個檢測工作的基礎(chǔ)。安全性原則要求檢測工作必須遵循安全第一的理念，確保檢測人員的安全以及檢測過程中對交通的影響最小化。進行檢測工作前，必須進行全面的安全評估，評估各項風(fēng)險因素，制訂詳細的安全措施及應(yīng)急預(yù)案，確保檢測過程中的人員、設(shè)備和材料的安全。

3.2 準確性原則

公路橋梁檢測質(zhì)量控制的另一個重要原則就是準確性原則。準確性原則要求檢測工作必須具有高度的準確性和可信度。對于公路橋梁的結(jié)構(gòu)、材料、荷載、環(huán)境等因素，必須采用科學(xué)的方法和精確的測試手段進行檢測和分析。同時，檢測人員應(yīng)具備較高的技術(shù)水平和豐富的專業(yè)知識，確保檢測結(jié)果具有高度的準確性。

3.3 可操作性原則

公路橋梁檢測質(zhì)量控制的另一個重要原則是可操作性原則。可操作性原則要求檢測工作必須具有較高的實用性，操作簡便、方便，并且可以得出一定的實用價值。檢測工作需要根據(jù)實際情況進行深入研究和探討，制訂切實可行的檢測方案和方法，為公路橋梁的維修、改造、加固等提供可靠的依據(jù)。

4 做好常態(tài)化質(zhì)量檢測的建議

對公路橋梁進行常態(tài)化質(zhì)量檢測即可實時掌控橋梁運行情況，從而確保橋梁安全運營。由于常態(tài)化質(zhì)量檢測重點在于“常態(tài)化”，所以，以保證質(zhì)量檢測為基礎(chǔ)，同時能夠簡化檢測流程，建議從以下兩方面入手。

4.1 確定公路橋梁工程質(zhì)量檢測計劃

在公路橋梁質(zhì)量檢測過程中，檢測人員應(yīng)根據(jù)橋梁使用年限、交通狀況、水文地質(zhì)條件等因素，綜合考慮各種可能出現(xiàn)的病害并確定最佳的檢測周期?，F(xiàn)階段，常規(guī)的公路橋梁檢測頻次為1 次/3a，但是對于長期受到暴雨洪水侵害的橋梁，應(yīng)當(dāng)縮短檢測周期，將檢測周期調(diào)整為1 次/a[6]。除了對新建橋梁進行全面檢測外，在投放使用后的1 年內(nèi)，還應(yīng)當(dāng)對其進行檢查和評估。

4.2 強化常態(tài)化質(zhì)量檢測控制

常態(tài)化質(zhì)量檢測之前，檢測人員應(yīng)當(dāng)對公路橋梁使用情況做好校核工作，首先與當(dāng)?shù)刭|(zhì)監(jiān)局、建設(shè)單位取得聯(lián)系，了解工程建造實況，必要時取得施工圖紙等相關(guān)資料。隨后在正式檢測時，檢測人員需要擬定檢測工作大綱，確定檢測項目、負責(zé)人、檢測人員，并開展“責(zé)任到人”制度，確保檢測過程出現(xiàn)問題能夠及時追溯責(zé)任源頭。最后，檢測儀器進場前應(yīng)當(dāng)對檢測設(shè)備進行調(diào)試，以上述黃石大橋質(zhì)量檢測為例，需要對光電梁撓度儀、傳感器、遙測系統(tǒng)進行檢查，必要時可開展試檢，確保檢查過程無誤。

5 結(jié)語

隨著我國加大公路橋梁工程的建設(shè)力度，我國公路橋梁建設(shè)數(shù)量激增，如何確保此類工程運行質(zhì)量已成為當(dāng)下建筑工程領(lǐng)域研究的重點。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與更新，眾多質(zhì)量檢測技術(shù)被用于公路橋梁質(zhì)量檢測領(lǐng)域，如超聲波檢測技術(shù)、光線傳感檢測技術(shù)、頻譜分析檢測技術(shù)等，而如何合理運用此類技術(shù)已是當(dāng)下公路橋梁工程檢測人員研究的重點。本文從此類技術(shù)的概念及工作原理出發(fā)，對橋梁質(zhì)量檢測技術(shù)進行應(yīng)用分析，從常態(tài)化質(zhì)量檢測的角度提出公路橋梁質(zhì)量控制措施。此次研究望通過技術(shù)應(yīng)用、數(shù)據(jù)分析、策略提出為廣大公路橋梁工程質(zhì)量檢測人員提供工作思路，保障公路橋梁工程質(zhì)量。