综述桥梁检测技术及工程运用

摘要：在我国经济快速发展的需求带动下，道路桥梁也进入了快速发展期，保证道路桥梁的安全使用有着非常重要的意义。本文就公路桥梁检测的相关技术进行了综述。

关键词：桥梁；损伤；检测技术；评价

中图分类号：V448.15+1文献标识码：A文章编号：

Abstract: in our country's rapid economic development needs to lead, roads and Bridges into the rapid development, ensure the safety of the bridge road use is of vital importance. This paper the relevant technology of the highway bridge detection were reviewed in this paper.

Keywords: bridge; Damage; The detecting technology; evaluation

前言

在我国经济建设飞速发展的大背景下，我国高速公路及市政桥梁也如雨后春笋般出现在神州大地上，然而与此同时许多既有的桥梁亦逐渐进入了养护维修阶段。随着时间的推移其数量还在不断增长，人们对桥梁的养护已日益重视。

造成桥梁损伤、局部破坏甚至整体破坏的原因主要表现在：使用维护不当，未进行及时有效的检测养护甚至频繁承载超载，加上交通事故、环境因素等的侵袭。与此同时，为了满足日益增大的桥梁规模以及美观的要求，新材料、新工艺、新结构形式的采用也越来越多。为了保证桥梁结构的安全使用，桥梁结构的检测工作也目益凸现出它的必要性和重要性。

一、桥梁检测对象、内容及方法

桥梁检测的对象有很大部分是旧桥，许多旧桥难以适应新的使用要求，需要进行桥梁健康和使用安全性检测；对于现行建造的桥梁，由于新工艺、新材料的使用，同时桥梁规模也越来越大，因此大部分新桥也要求做检测工作。总而言之，桥梁检测的内容及方法因桥而异。新建桥梁和既有桥梁检测的内容及方法详见文献。

二、桥梁评定方法

目前对于桥梁承载力的评定 可分为4类：基于病害调查的经验评定方法，分析计算法，综合分析法，荷载试验法。

1.基于病害调查的经验评定方法

此方法的主要依据是《公路养护技术规范》(JTJ073―96)。在桥梁检查的基础上，通过对桥梁的技术状况及缺陷和损伤的性质、部位、严重程度和发展趋势的调查，弄清出现缺陷和损伤的主要原因，分析和评价既存缺陷及损伤对桥梁质量和使用承载能力的影响，并为桥梁维修和加固设计提供可靠的技术数据和依据。这种方法要求现场检查人员必须具有丰富的工程经验和专业知识。

2.分析计算法

这一方法主要根据实测的材料性能、结构几何尺寸、支撑条件、外观缺陷及通行荷载，按照桥梁结构的计算理论来评定承载力，是一种定量了解旧桥承载力的方法，国内外学者作了大量研究工作，许多国家都趋向于以“鉴定系数”来评价承载力。

随着计算机技术特别是钢筋混凝土有限元理论的发展，有限元计算法引起了各国学者的重视。编制有限元计算程序或采用通用的有限元分析软件，用计算机模拟实际桥梁的荷载试验，计算桥梁的实际承载力，评定步骤如下：①桥梁调查；②确定加载形式并划分单元；③分级加载计算；④评定承载力。

3.综合分析法

此方法是在桥梁检查的基础上，采用无破损方式测定混凝土强度、混凝土碳化深度、混凝土氯离子含量、混凝土电阻率、钢筋混凝土保护层厚度和结构混凝土中钢筋锈蚀状况，进行折减后的结构承载力验算，综合分析计算结果和结构裂缝等外观条件，评定结构材料状况。

4.荷载试验法

如前所述的基于病害调查的经验评定法和综合分析法对于桥梁承载力的初步评定是有效的，特别是对于全线桥梁的总体评价、划分桥梁类型、确定维修加固的轻重缓急是经济有效的方法。然而，对于重要的大型桥梁，需进一步进行荷载试验来评定实际的承载能力。这种荷载试验是非破坏性的，根据试验荷载的作用性质，通常分为静载试验和动载试验。根据试验结果与理论计算值的对比分析，来判断桥梁的实际承载能力。

三、桥梁检测新技术

对于现行建造的桥梁，由于新工艺、新材料的使用以及桥梁规模的增大，桥梁结构也日趋复杂。为了能够更好地管理和鉴定大型桥梁的健康状况以及工作性状，近年来，桥梁检测技术以及检测设备也得到了飞速发展，在桥梁分析中更是引进了目前国内外先进的基础研究成果。桥梁检测新技术的主要有以下几种方法：

1.基于GPRS实现桥梁检测远程数据传输。

2.神经网络在桥梁检测中的应用。

3.数字图像处理技术在桥梁检测中的应用。

4.光纤应变传感器测试系统在桥梁检测中的应用。

5.新型桥梁检测设备研制。新型桥梁检测设备研制主要有：新型桥梁检测车以及新型桥梁检测平台。这些先进的检测设备为桥梁工程检测提供了有力的技术支持。

四、某大型桥梁检测工程实例

1.工程概况

某大桥桥跨组合为：(8+8+7)m+(40+73.5+73.5+40)m+(20+20+20)m，全桥总长310m。北引桥部分为异性板结构，主桥为预应力混凝土v形刚构，南引桥部分为普通钢筋混凝土连续箱梁。按双向4车道设计，分幅布置，标准宽度为3mx12．5m，设双向3.5％纵坡，竖曲线半径R=2100m，T=73.474m，E=1.285m。桥面设2％的双向横坡。桥面铺装采用8cm等厚混凝土，并要求铺装层内设置钢筋网。

检测的目的是对桥梁的工作状况和承载能力进行综合评定，为桥梁施工验收和营运提供试验依据。

2.静、动载试验方案及内容

（1）静载试验方案及内容

该桥主桥为对称布置，静载试验工况为：①边跨最大正弯矩工况；②第2跨最大正弯矩工况；③4号墩最大负弯矩工况。

（2） 动载试验方案及内容

利用1辆约100kN的汽车，在桥面上分别以不同的行驶速度进行跑车，以使桥梁受迫振动，量测桥梁的振动频率和振幅;

将1辆约100kN的汽车在高约15cm的垫木上由后轮自由下落对桥梁进行激励振动，量测桥梁的固有振动频率、振幅和阻尼;

在无载荷作用下，用自然脉动方法测量桥梁的固有振动频率、振幅和阻尼。

在主桥中跨的跨中位置一侧布置1个垂直传感器和1个水平横向传感器，用自然脉动方法测主、副的固有振动频率、振幅、阻尼。在中断交通条件下，在主桥中跨的跨中位置一侧布置1个垂直传感器和1个水平横向传感器，用跑车、跳车方法测主、副的固有振动频率、振幅、阻尼和动力系数。

3.试验结果

截面最大正弯矩工况下满载时(第3跨加载4车)实测挠度平均值为3.79mm， 理论值为4.69mm， 相应的校验系数为3.79mm／4.69mm=0.81，满足规范要求；最大挠度测点(3号测点)的相对残余变形为3.9％，满足规范要求；截面梁底实测应变平均值为40．8lμε，理论值为54．6 8，相应的校验系数为40．81με／54．6με=0．75，满足规范要求；最大应变测点(3号测点)的相对残余应变为8.0％，满足规范要求。

动载试验结果见表1。

试验实测值为3.926Hz，实测值高于理论值，表明该桥试验跨的实际动刚度大于设计刚度，满足设计要求。跑车、刹车和跳车(用前轮跳车)的各项动力系数和阻尼比均在正常范围。

参考文献

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[2]张成全,王建伟,汪克来．城市桥梁检测管理系统的应用研究[J].交通世界，2005,(7):74～75．

[3]金波.桥梁检测及其光学检测方法研究[D].天津:天津大学,2004.

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。