桥梁检测可靠性的研究
2011-07-15 来源：杂志整理
1967年，美国俄亥俄河上的银桥在交通高峰期间坍塌．造成46人死亡 这场灾难是由于桥梁螺栓连接处的螺杆断裂引起的。桥的坍塌引起了人们对桥梁结构安全性的重视：次年，启动了国家桥梁检测计划，要求对高速公路上的桥梁进行定期和不定期的检测，最后，“国家桥梁检测计划”和1971年修订的“国家桥梁检测标准”组成了“最低限度桥梁检测标准”，这些标准规定了桥梁检测的方式、时间以及由谁来负责。就基本术语而言桥梁检测就是对桥梁状况进行专业性评估和推断 桥梁检测人员可借助大量的工具、仪器以便更准确、有效和可靠地完成检测工作．尽管有这些高精密检测仪器，但是．最普通的测定方法还是通过视觉鉴定桥梁状况。有许多种典型的桥梁检测方法．每一种反欧不同的程度和范围第一种叫“内部检测法”，这种方法的目的是确定桥粱结构基本状况，找出潜在的和已知的1．Ⅱ1题区。最普通的方法是“国家桥梁检测标准 所称的“常规检测法”．这种方法的目的是检测桥梁的运营状况以确保桥梁继续满足使用需求。另一种可选择的方法是“国家桥梁标准”定义的“深度检测法”．这种方法的目的是检测桥梁缺陷。“常规检测法”通常不做这种检测。“危险检测法”类似“深度检测法”，所不同的是它是对由于人为因素或环境状况造成的桥梁危害进行的例行检测。全国性的桥梁检测需要多方面的资料+检测主要依赖于主观的视觉评估+而评估结果又影响着桥梁的安全与维修。由于利种原因，在联邦高速公路管理局的“非破坏性评估检验中心（NDEVC）”掀起了一场“关于高速公路桥梁视觉检测（VI）可靠性的综台研究”，这项研究的总目标在于对“常规检测法”和“深度检测法”的准确性和可靠性提供一套全面的测试办法，并对人为因素和环境因素对检测可靠性的影响进行研究这项研究包括两个主要方面—— 现状调查和实地调查。
1 现状调查
为了确保桥梁业主得益于视觉检测，此项调查旨在确定有关桥梁检测的现行政策和措施。调查由三方联台进行—— 州交通部门、县交通部门和检测承包人。50个州交通部门、哥伦比亚地区和波多黎各是调查的重点．但是为了在次要道路系统使桥梁检测工作得到理解，依阿华州的99个县被吸收参加，此外，还征得了15个桥梁检测承包人对该组织的全面理解。该项调查包括三部分．每部分都有不同的重点第一部分重点是确定检测队伍的组成．特别是使用多少检测员．有资格的专业工程师参加现场检测队伍的比例以及检测员实践经验的平均水准。第二部分主要是评估行政管理要求对视觉检测的影响，这部分涉及检测单位的规模、需检测桥梁的总数、对检测员的培训要求和视觉检测的要求。最后一部分重点放在普遍使用非破坏性评估（NDE）技术的应用上 这一系列调查的目的在于搞清目前NDE的使用情况以及目前和今后的需要：大约72％的调查得到反馈，普遍结论是：① 专业工程师一般不参加现场检测队。② 对桥梁检测员没有直接的视觉检测要求。③ 检测报告和数据记录的审核是质量控制最普遍的形式。④ 截止目前，在桥梁检测中，视觉检测是最普遍应用的非破坏性检测手段。
2 实地调查
在实地调查中，一般采用的方法是让一组有经验的检测员完成一系列“非破坏性评估检验中心（NDEVC）”预先选定的桥梁检测任务。检测人员主要来自州交通部门，共计49人，代表25个州，在NDE—VC工作人员的指导下完成规定的10座桥梁的检测任务。与此同时 检测员和检测环境的有关信息要收集起来用于评估他们对桥梁检测可靠性的影响。为确保得出有关视觉检测的具体结论，NDEVC的工作人员对被坝I试桥梁的状况都作了详细说明，然后才用于研究之中。
3 人为和环境因素的测试
该项研究最重要的一个方面是对独立的两个可变因素—— 人为和环境因素．进行统一而客观的测定，这些因素的测定足以确定与检测结果之间准确而有意义的因果关系；
环境状况的测定较为简易，温度、湿度、风速、噪音大小、光线强弱的检测每一次都在固定地方进行。这些测定全部用标准仪器。除了这些因素，一般的天气状况，如：雨、云等也要记录下来以便在检测中对桥梁所在地的环境状况获得全面的认识。人为因索的测定相对来说就复杂多了，需应用4种独立的方法— — 书面调查表、体能测试、口头询问及直接观察。
所有参与的检测员要填写2份志愿表，意在评估诸多“不能测定”的人为因素。这些调查表的目的是对检测员的生理、心理素质进行假量测定。这种评估一般包括身体、大脑的健康状况、对危险情况的感知及该方面的训练。此外，还包括收集检测员对桥梁检测现状的认识。一张调查表在检测前完成，而另一张则在检测后完成，这种“前后模式”记录了检测员态度和状况的显著变化三项直接的身体测试包括对影响视觉检测可靠性的一些特征、思维的测试，这些测试特别与检测员的视力有关。在“常规检测”中，检测员必须从远距离评估桥梁状况，因此，检测员需参加远距离视觉敏锐程度的测试，类似医生进行的视力检查，这是坝I试视觉敏锐程度的一种可靠方法。相反，在“深度检测”中，检坝I员需做近距离的评估，这主要依靠近距离视觉敏锐·性，所以，需做近距离视觉敏锐程度的测试。为了全面考察视觉能力，检测员还需做“色彩分辨”的视觉测试，这种方法是摆放16顶彩色帽子，颜色相近的放在一起，通过这种测试，“色彩分辨”的视觉缺陷很快就可以确定。每一次桥梁检测前后，人为因素要立即进行测试，这种测试是通过NDEVC的工作人员对检坝I员的询问来完成的 许多问题是有关检测员在桥梁检测前后的生理和心理状况的，其余一些问题意在评估检测员对各种桥梁特征的感知度；利用这些测试，可以对影响桥梁检测可靠·性的问题获得很好的理解最后一种测试人为因素的办法是通过直接观察。NDEVC的工作人员仔细观察和记录检测员在检测中的一举一动以获取种种信息，如：怎样进行检测、检测员注意力集中点以及使用的工具等等。
4 检测任务
检测员需完成l0个不同类型的桥梁检测任务包括混凝土和钢结构桥的常规梭坝I和深度检测。总共7项检测要在使用和未投人使用的桥梁上进行；桥梁检测中．检测员需提供每座桥的桥台、上部结构和下部结构的条件参数，参数是就桥梁腐蚀的程度和广度全面描述桥梁的一组数字。除了条件参数，检测员要根据其实践做好书面记录（如：检测笔记）以补充条件参数检测员还要求完成3喹桥的深度检测，比例是2座桥的上部结构和1座钢筋混凝土桥的桥台。如果需要，可给检测员提供特殊的设备，如：臂式起重机或起重梯．使他们能够全面评估桥梁的各个部分。
5 结语
视觉检测是桥梁检测的主要方法，而NDE（非破坏性评估）可靠性的研究叉是全面评估视觉检测可靠性的有效办法。通过收集检测员素质和检测环境等方面的数据，可以得出影响视觉检测的有关结论。可以预见这项研究成果有助于确定正常桥梁检测的准确性，并且有助于桥梁业主更有效地安排和使用桥梁检测方法。
