公路桥梁试验检测技术的研究及应用

摘要：公路桥梁是城市发展的血管和命脉，其质量安全受社会的广泛关注，研究公路桥梁非破坏性试验检测技术，为公路桥梁的质量控制工作提供一些借鉴。

关键字：公路桥梁；试验检测；技术；应用

中图分类号：X731文献标识码： A

一、公路桥梁试验检测的重要性

路桥建设过程中，工程材料的自然缺陷、工程结构设计、建造和施工的失误难以避免，当路桥建成之后，如何对路桥的实际品质进行鉴定是业主最关心的问题。路桥等建筑结构属于单件生产，不可能进行破坏性原型试验，因此，非破坏性检验技术受到了特别的关注。由于对路桥质量目前尚缺乏严格系统的量化检验方法，结果使一些劣质工程得不到及时发现和处理，轻则增加了日后的路桥维修保养成本，使国家和地方财政负担加重；重则很快便发生桥毁人亡的惨剧。因此，研究路桥结构的试验检测方法和技术具有重要的理论价值。

二、我国公路桥梁试验检测的主要内容

公路桥梁的试验检测主要集中以下几个方面的内容上：表面、应力和绕度、强度和刚度、扩散深度、渗透性、钢筋锈蚀。首先是对于公路桥梁的表面缺陷检测，目前大部分还是靠单一的人工目视方法进行检测评估，主要集中在对于混凝土路桥，路桥的裂缝等问题的探测上；其次是对应力和绕度的变形、振动等方面的检测，检测主要依靠加速传感器、光纤传感器等科技手段；再次是超声波等方式对混凝土强度和弹性模量进行检查；最后是通过钻芯取样对碳化深度、氯化深度、酸侵蚀深度等问题进行检测；另外，还需要通过现场渗透实验和自然电位法分别对渗透性和钢筋锈蚀进行检验，并且在钢筋锈蚀检验中需要进行周期性测试。

三、公路桥梁检测技术以及应用

公路桥梁试验检测是为了对桥梁的整体性能、健康状况等进行检测和鉴定，探测桥梁出现缺陷的位置和宽度以及发展程度。就目前而言，对于混凝土桥梁检测，裂缝问题是进行探测最为主要的内容，因为大部分的桥梁损坏都与裂缝有关，同时还会出现剥落和坑洼等问题。现今应用较广的公路桥梁检测技术主要包括光纤传感检测技术、超声波技术和探地雷达检测技术，这些技术都运用了高科技。下面就分别进行分析。

1、光纤传感检测技术

光纤传感技术的应用原理就是根据对一些物体特定的物理量的敏感性，将物理量的转换成直接可以进行测量和丈量的光信号，因为光纤不仅可以作为传播媒介，还可以在光波在穿过表征光波的特征参量受到外界条件的影响发生不同程度的变化，这样就可以对各种物理量进行探测。在经过多年发展后，我国的光纤技术已经取得了巨大的成就，被广泛应用在军事、航空、工矿、能源以及生物和制药等行业中。光纤传感检测技术在桥梁检测中的应用，主要表现对桥梁的钢索的索力和预应力，混凝土梁内部的应力，桥梁应变特性的检测，形成光纤智能的桥梁，给桥梁健康监测和安全评价提供了新的活力和方法。与传统的传感器检测方

法相比，具有以下优点：不会受到外界环境的限制，抗电磁干扰、耐腐蚀，可占体积比较小、重量轻，对测量的介质影响比较小，具有比较高的分辨率和灵敏度，实用性比较强，能够形成光纤传感网络。但是在实际的应用过程中，采用光纤传感技术的造价成本和投资，在很大程度上限制了这种技术在桥梁检测中的推广和应用。

2、超声波检测技术

桩基作为基础工程，决定了整个桥梁工程的总体质量，在很大程度上减少了桥梁工程的基础的沉降，有效提高抗震性和承载能力。但是在实际过程中，可能会出现断裂、沉渣以及扩缩径等问题，因此要对桥梁的桩基进行严格的质量，确保万无一失。超声波技术的检测技术就是利用非金属的超声波的检测仪和柱状径向振动换能器，通过庄内预埋的声测管对混凝土进行全面准确的检查，根据参数变化来具体分析判断整个桩身的完整性，主要包括声速、波幅、频率、波形等。声速，简单的说就是声波在混凝土中传播的速度，如果弹性模量和密度比较高，声波传播的速度就会越快。波幅通常是首波，声波的强弱与混凝土的粘塑性和强度有很大的关系，如果混凝土内部出现裂缝问题，超声波就会进行反射或者绕射，其中波幅也会产生不同程度的变化。在进行超声波的检测中，发出的信号是复频超声脉冲波，其中高频会首先减弱，下降的频率传播的距离有关，在很大程度上取决于混凝土内部是否有缺陷。波形就是在屏幕显示的接收波的波形，如果在传播过程中遇到缺陷和裂缝问题时，传播路径就会发生一定的变化，反射波和绕射波等就会到达换能器，因为频率和相位的不同，在经过叠加后，波形就会出现畸形的变化，有助于科学合理对混凝土内部出现的缺陷做出准确判断。在实际的测量过程中，要注意混凝土龄期和声测管以及与孔取芯方法结合。超声波检测方法比较直观和可靠。

3、地雷达检测技术

在进行桥梁检测过程中，探地雷达就是高频的电磁脉冲波利用宽频带短脉冲的形式把天线发射到地下，在传播过程中，遇到不同电性介质时，雷达波的能量就能够被及时反射回地面，从而被天线接收，这样通过反射波确定地下介质的分布，在进行浅层或者超浅层的探测过程中，应用的比较广泛。探地雷达就会通过高频电磁波的反射、衰减、散射或者折射等进行地下的探测，以此确定介质的结构。为了获得更为精确的雷达探测结果，要对雷达的记录进行分析研究，识别反射波的时间、振幅以及极性等特征，其中时间和振幅的确定比较简单，而极性的判断有很大的难度，同时也非常重要。从振幅和极性的反射中可以分析出电磁学性质差异越大，反射波就会越强，以此可以判断介质的性质和属性；当波从波高速进入到波低速的介质中时，反射的系数就会为负，振幅成反向，反之则与入射波同向。在实际探测过程中，不同的介质也就相应的巨涌不同的结构特征，反射波的振幅和方向是雷达波进行有效判断的依据。因此，根据雷达的特性，可以用于公路桥梁的结构检测，同时对相关的技术人员要求比较高，要采集大量实际的测量数据和丰富经验。

四、公路桥梁试验检测技术的发展趋势和展望

经过多年的发展，公路桥梁试验检测技术已经历经三个阶段：第一阶段是基础阶段，由于科学技术的限制，检测只能依靠科学经验和专家感官对数据做简单处理；第二阶段时期主要通过动态测试结束和传感器技术进行检测，此时建模处理和信号处理技术已经广泛运用于工程中；第三阶段是只能检测技术阶段，该阶段把知识处理、信号处理、数据处理相融合，能够对结构复杂的大型公路桥梁进行检测，已经成为路桥试验检测的主流，根据目前的发展未来大型路桥试验检测的研究发展方向主要体现在以下几方面。

1、为了能更加方便快捷的采集数据，开发和应用以无线通信技术为手段的数据采集系统，开发能适用于交通荷载、风荷载及定点测试荷载的传感器技术。

2、为更好的控制公路桥梁质量，将测量系统、数据处理和识别系统一并组装到路桥检测系统中，形成自动检测识别系统。

3、实时的检测系统与现代网络技术结合的研究和发展，实现信息网络共享。

4、建立专家系统和完整的数据库，将路桥工程施工领域内的检测技术和安全检测知识导入其中，并且对从设计到施工和运营阶段的所有数据进行存储，方便系统检测和更好的发现问题。

结束语

公路桥梁是国家得以持续发的命脉工程，为了确保公路桥梁的质量，就必须做好公路桥梁试验检测工作，通过对公路桥梁试验检测技术的分析研究，以及对现行高科技检测方法的探析，希望能为公路桥梁检测工作的实施和发展提供一些借鉴。

参考文献：

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