桥梁与结构检测的技术分析
2015-06-24
桥梁是交通网络中至关重要的部分。对桥梁情况的准确了解，是保障车辆和行人安全的关键，否则，后果不堪设想。造成桥梁受损的因素很多，气候条件和温湿度的变化、路面上铺撒的盐以及日益增加的交通流量等，都会对桥梁的安全性产生不利影响。对桥梁受损情况的检查，以往主要靠目测，一旦发现有裂缝扩大的迹象，就会用黏合剂去修补，但效果不理想。
1、桥梁检查的现状分析
随着经济的快速发展，中国已成为汽车大国，车流量迅速增加，公路及桥梁成为国家重要建设的基础之一，八车道及十车道的桥梁数量将与日俱增。目前国内桥检车市场处于快速发展阶段，但市场保有量处于较低水平，桥梁责任单位对桥梁检测的需求迅速增加。
1.1桥梁车检测
日前，由石家庄煤机公司和大连理工大学新近研制的长18米，高8.5米的大型桥梁检测车经受住了第一次实践考验，桥梁检测车在实验人员的操控下实现了桥梁的病害维修和预防性检查作业所需的各种预定动作，各项性能指标达到国际先进水平。桥检车配置的闭路监视及应急系统、外伸式支撑轮支撑结构以及整车低速行走功能等均达到国际先进水平。整车布局合理，强度高、重量轻、安全可靠，采用机、电、液一体化技术，可以手动或遥控，操作简单、方便快捷。该车适用于大、中型桥梁的病害维修和预防性检查作业，可对桥梁下面各结构进行全面的检查、修理、油漆、喷砂、安装、拆卸，包括对桥梁主梁梁底裂纹检测和全桥支座检查养护，也可以维护和安装桥下管道和电缆。
1.2桥梁软件检测
与传统方法不同，新系统的软件能够对桥梁的照片进行自动检查，寻找一些结构特点或异常情况，如桥梁某些部分的明显退色等，即使是一些难以辨认的最轻微的伤痕，也不会放过。之所以能做到这一点，是因为研究人员收集了大量的桥梁照片，其中包括因潮湿而变色的各种特征以及各种不同的建筑材料。他们把这些信息都储存在数据库中，每上传一张照片，该软件就会对新影像的特征与数据库中其他影像进行自动比对。一旦发现任何异常情况，就会在照片中标出异常区域，帮助检测人员确认损伤的具体部位和严重程度。一般来说，受损情况发现越早，修复起来就越容易，费用也就越低。
2、桥梁结构检测技术分析
2.1局部检测方法
局部损伤检测主要是通过对结构某个局部构件进行非破坏性检测，判断是否有局部损伤发生及损伤程度如何，进而判断该损伤对结构整体工作性能的影响如何，也是获得结构整体健康评估的重要基础数据。局部检测除采用目视法外，主要采用各种技术仪器，如声发射、磁分子和磁漏、涡流、X射线照相和散射、核磁共振、光干涉、流体渗透、脉冲雷达、超声波、X射线衍射、共振超声光谱仪和振动模态分析等对局部结构进行有效检测。一般说来，用于局部检测的设备价格昂贵，数据的解释需要专门的知识。进行局部检测之前需要对损伤的部位有大概的了解，检测部位必须是人员、设备可以达到的地方。
2.2动态检测方法
桥梁结构除了承受本身自重和各种附加恒载以外，还要承受交通荷载以及受到风载、气候等种种复杂因素的影响，故对桥梁进行动载试验是十分必要的。荷载试验不仅可以测定新建桥梁的动力特性、评定现有桥梁的运营等级，还可以进行桥梁健康监测与状态评估、模拟地震试验和桥上荷载识别、抗风试验与疲劳试验。动荷载试验的目的在于研究桥梁结构的动力性能，该性能是判断桥梁运营状况和承载能力的重要标志之一。结构损伤的发生必然导致结构参数的改变。如果恰当地估计出这些变化，就能给结构损伤状态的评估提供一个量化的方法，振动模态通常可用常规的试验模态分析测试方法得到。在桥梁的不同位置布设测点，通过结构损伤前后的记录信息可提取出桥梁振动模态特性参数的变化，以此来确定结构损伤发生的位置、大小及结构损伤类型。目前比较得到认同的是结合系统识别、振动理论、振动测试技术、信号采集与分析等综合技术的试验模态分析法。
2.3表观检测方法
表观检测主要运用目视方法对整座桥梁进行检查，检测过程中除以绘图或照片记录劣化或损害部位外，并以量化方式评估各构件的劣化情形，建立桥梁现况的基本管理资料，最后依据各构件权重计算该座桥梁现况的综合评估分数。表观检测方法可以对桥梁进行检测，评定桥梁设计、施工及维修加固的质量效果。通过外观检测，可以发现钢筋混凝土桥梁出现的各种裂缝及其它病害，以此评定桥梁各部结构的运营情况，分析出现缺陷的原因，正确评价桥梁设计与施工的质量。表观检测方法是结构检测最常用的方法，但该方法常常不能准确定量判断，因为某些至关重要的损害可能出现在结构内部，或者看起来并不明显，也不能提供对结构剩余强度的定量描述。
2.4静态检测方法
桥梁静载试验是鉴定其结构性能的重要手段，也是检验梁体抗裂性及挠度的常规方法。对桥梁进行静载试验可测量出与桥梁结构性能有关的变形、挠度、应变、裂缝等主要参数，从而分析得出结构的承载力、刚度及抗裂性能，据此判断桥梁的承载能力。静位移测量：测量竖向静态位移量、水平静态位移量。由实测到的应变和位移可以推算出有关的内力值和挠度值等。静应变测量：测试结构的静态应变量，从而推算出结构截面的应力分布、杆件的实际内力与次应力、混凝土和钢筋共同作用情况等;将它们与理论计算值进行对比，是判定桥梁结构工作状态的一个重要标志。
3、结语
我国大多数镇街只是简单地把城市桥梁作为普通道路来管理养护，大部分镇街缺乏城市桥梁管理的专门机构和专职人员，仅能对简单的桥梁病害进行处理。城市桥梁检测评估也不够规范，大部分镇街的城市桥梁定期检测未能满足每年不少于一次的要求，城市桥梁检测评估工作的内容、频率未能按《城市桥梁养护技术规范》执行；部分镇（街）的城市桥梁未落实专项经费。因此，为城市桥梁配备专职管理人员和桥梁工程技术人员，根据相关检测情况及时开展桥梁加固维修工作，才能有效地消除城市桥梁安全隐患。
