内容发布更新时间 : 2024/11/8 14:19:05星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

桥梁检测技术研究现状与发展趋势

（湖北省武汉市 430070）

摘 要：随着我国公路、市政桥梁事业的发展,新建高公路及市政桥梁越来越多,同时既有的许多桥梁亦逐渐进入了养护维修阶段,有关专家认为桥梁使用超过25年以上则进入老化期。桥梁在长期运营过程中不可避免会产生各种结构性损伤, 桥梁的结构承载能力和耐久性逐步降低，直至影响到桥梁的运营安全。为了保证桥梁结构的安全使用, 桥梁结构的检测工作也日益凸现出它的必要性和重要性。鉴于此，主要阐述了桥梁检测现状、桥梁检测新技术以及桥梁检测技术的发展趋势（无损伤检测技术研究）。 关键词：结构承载力；耐久性；桥梁检测；无损伤检测技术；

Bridge Detection Technology Research Status and Development Rrends

(School of Science，Wuhan 430070，China)

Abstract: With the development of roads, municipal bridges career, More and more new high road and municipal

bridges, At the same time, there are many bridges have gradually entered the maintenance phase. Experts believe that the use of bridges over more than 25 years to enter the aging period. Bridge in the long-term operation of the process will inevitably produce a variety of structural damage. The bearing capacity and durability of the bridge are gradually reduced, until affecting the operation safety of the bridge. In order to ensure the safe use of the bridge structure, The detection work of the bridge structure has also become more and more important and necessary. In view of this,the paper mainly expounds the bridge detection status, bridge detection technology and the development trend of bridge detection technology (research on non damage detection technology).

Key words: structure bearing capacity; durability; bridge detection; no damage detection technology;

0 引言

随着我国交通事业的蓬勃发展，桥梁在长期的运营过程中不可避免的会产生结构性的损伤，从而使其结构承载能力和耐久性逐步降低，直至影响到桥梁的运营安全。造成桥梁结构性损伤的原因可能来源于人为因素，也可能是受自然因素影响。由桥梁结构型损伤而引发的桥梁维修、加固和改造工程，必须要建立在对桥梁整体结构检测的基础上。因此，在桥梁使用过程中，应对桥梁的整体结构进行检测。

1 桥梁检测现状

桥梁检测是通过一定的检测手段来了解桥梁的技术状况等级及病害发生部位、严重程度、产生原因等情况，并分析和评价既有病害对桥梁的影响，从而为桥梁维修加固提供可靠的技术数据和依据。桥梁检测技术主要包括桥梁检查和桥梁评价。 1. 1 桥梁检查

目前，桥梁检查主要是通过人工目测或者采用一些仪器设备进行现场测试、荷载试验及其他辅助性试验来进行的。随着科技的发展，许多先进的仪器设备应用到桥梁检测中，使检测工作更为方便快捷和准确。借助于现代检测手段的无损检测技术（Nondestructive Evaluation，简称NDE），代表了桥梁检测技术的最新发展方向，也是桥梁健康与安全状况监测系统设计的关键。按照检测目的的不同，常用的检测方法有以下几种：

1）混凝土强度检测技术。

混凝土强度的检测方法包括无破损检测和半破损检测。无破损检测方法有回弹法、超声波法、超声回弹综合法、射线吸收与散射法等。半破损检测方法主要有后装拔出法、钻芯法、BRE 内部断裂法、Windsor 探针贯入法。不同检测方法的检测原理、检测精度和检测技术要求都是不同的，实际检测时，应综合考虑各种因素选择1 种或几种方法。目前常用的方法有回弹法、超声回弹综合法、后装拔出法、钻芯法。

2）混凝土缺陷检测技术。

目前，对混凝土内部缺陷的存在、大小、位置和性质进行无破损检测的手段有超声脉冲法和射线法两大类，其中射线法因穿透能力有限、操作中需解决人体防护等问题，在我国使用较少。目前最有效的检测方法是超声脉冲穿透法和反射法。超声脉冲穿透法已较为成熟，普遍用于工程实践，许多国家都已编制了相应的技术规程。反射法则根据超声脉冲在缺陷表面产生反射波的现象进行缺陷判断，由于它不必像穿透法那样在2 个测试面上进行，因此对某些只能在1 个测试面上检测的结构物（如桩基础、路面等）具有特殊意义，也取得了广泛的工程应用。对于混凝土外部缺陷，如桥面裂缝、空洞等，检测人员可直接用肉眼观察或用裂缝观测仪、皮尺等进行测量，而对于桥墩、桥塔以及梁体外部等人员难以直接到达的部位，检测工作非常困难。目前有1 种基于摄影技术的检查桥梁表观毁伤的非接触测量系统，可以在远距离对损伤部位进行非接触检测。

3）钢筋位置、保护层厚度及钢筋锈蚀检测。钢筋位置、保护层厚度均可利用雷达或者钢筋位置探测仪（利用涡电流原理）检测。钢筋的腐蚀性质或物理性质的检测是判断钢筋腐蚀最直接的方法，但是由于钢筋混凝土是一种极为复杂的材料，量测钢筋腐蚀速度或腐蚀量并不容易，目前常见的检测方法有腐蚀电位法和量测瞬时腐蚀速率法。

4）钢材焊缝检测。

一般采用超声波和射线法探伤。 5）索力测试。

斜拉索是斜拉桥梁、塔和索体系中的重要组成部分，斜拉索索力大小直接影响桥梁上部结构的受力和变形状态。斜拉桥拉索索力测定方法有：电阻应变片测定法、拉索伸长量测定法、索拉力垂度关系测定法、张拉千斤顶测定法、压力传感器测定法、振动测定法。

6）索的腐蚀与断丝检测。

近年来，缆索已广泛应用在大跨度桥梁和大型建筑结构领域，其中有悬索桥的主缆、吊索，斜拉桥的斜拉索，拱吊桥的吊索以及大型体育场馆、剧院、展厅的悬索和拉索等，这些缆索主要由高强度热镀锌钢丝制成。缆 索是斜拉桥和悬索桥的重要组成部分，其造价约占全桥造价的25 ％～30 ％。缆索受到腐蚀会使桥梁处于非常危险的状态，虽然每一位设计者都考虑了缆索保护措施，但几乎所有的方法都不太成功。在现实桥梁的运营阶段，因为拉索的损伤而导致桥梁进行大规模的维修甚至最终破坏的例子比比皆是。国际桥梁专家在经过2 年时间考察了世界范围内半数以上的斜拉桥后，认为除非桥梁缆索腐蚀得以阻止，否则，许多斜拉桥有突然垮掉的危险。对缆索损伤的无损检测方法主要包括：振动法、磁检测法、声学监测法、超声波检测法、布拉格光纤光栅监测法。

7）荷载试验。

桥梁荷载试验的目的是对新建桥梁进行竣工验收和对运营桥梁进行承载力评定，通过检测梁的应力、挠度等，来检测桥梁整体受力性能是否满足设计和标准规范要求，是评定桥梁运营荷载等级最直接和最有效的办法。桥梁静载试验时，需要量测结构的反力、应变、位移、倾角和裂缝等物理量，常用的量测仪器有百分表、千分表、位移计、应变计（应变片）、应变仪、精密水准仪、经纬仪、全站仪、倾角仪和刻度放大镜等。动载试验量测动应变时可采用动态电阻应变仪并配以记录仪器；量测振动时可选用低频拾振器并配以低频测振放大器及记录仪器；量测动挠度时可选用电阻应变位移计并配以动态电阻应变仪及记录仪器。目前国内进行荷载试验时，一般在桥上安装大量的传感器和仪器，有时还需进行梁体打磨等一些表面处理工作，此外，大部分数据采集系统需要线路与传感器相连，既费时费力又操作复杂，而且进行荷载试验时一般需中断交通。日前，美国阿拉斯加州小河桥的荷载试验中采用了无线数据收集系统与激光雷达检测系统合并使用，可更快地测量出桥梁的具体载荷能力。这套数据收集系统可以在短短几秒钟内安装在特定测试点上，无需中心站与各传感器之间实物线路的连接。该系统也可与捆绑或焊接在桥梁上的传统应变片协调使用。作为备选方式，它还可以采用卡口式应变片，能在无任何表面准备工作的情况下，迅速投入应用，几乎在检测过程同时就可得到检测结果数据。挠度测试中，激光光束映在桥梁多个点上，计算出测点挠度，既不需要表面的准备工作，也无须在桥上安放具体的目标，其优点为易于安装，检测点多，不用进入被检桥梁内部。无线数据收集系统与激光雷达检测系统结合使用时，可以更快更准确地测量出桥梁的具体载荷能力。

8）其他特殊部件检测。

如支座、伸缩缝、高强度螺栓及组合件力学性能试验，预应力筋用锚具、夹具和连接器检测，预应力孔道摩阻试验等，具体方法可参考相应的检测技术规程。为满足检测市场需求，我国研究开发了混凝土保护层测试仪、钢筋锈蚀测试仪、超声波检测仪等一批桥梁材质状况检测仪器设备及其测试分析方法和评价指标标准，静动态应力应变试验装置、检测数据无线传输设备、光纤传感器、弦式传感器等先进的检测仪器设备均已实现国产化。这些仪器设备不仅具有自主知识产权，而且性价比均明显优于国外同类产品。

2 桥梁检测新技术

1)基于GPRS 实现桥梁检测远程数据传输。早期的远程监测是利用专线或专用网络, 将设备现场和控制中心连接起来, 传感器采集到的状态信息按照一定的协议传送给控制中心。这种方式自成系统, 数据传送快、安全, 缺点是需要单独布设通信线路, 当距离很远时, 将大大增加工程的成本。随着互联网技术的不断发展、公用通信网络的进一步完善, 利用GPRS来实现数据的远程传输已成为一种非常便捷的信息传递手段而应用于远程监测技术中。

2)神经网络在桥梁检测中的应用。在实际桥梁检测过程中, 要随时知道桥梁的受力情况是很难做到的, 不仅要耗费巨大的人力、物力, 而且在测量过程中, 由于测量人员在技术上的差异性以及在繁重工作下引发的疲劳性, 必然会在检测结果中引入较大的人为误差。如果使用人工神经网络方法构造BP 模型, 在桥梁结构受力之间建立映射关系, 在实际的桥梁检测过程中, 只需要对部分桥索受力情况进行实地检测, 通过BP 模型的映射, 就可以得到其余桥索受力值。

3)数字图像处理技术在桥梁检测中的应用。图像测量技术是近年来在测量领域中形成的新的测