高速公路常规桥梁检测技术

摘要：随着公路运输承载重量的不断发展，为了满足这一情况对公路桥梁质量的要求，确保公路桥梁运输服务的安全性，这就要求公路桥梁具备较高要求的质量。文章主要针对高速公路常规桥梁的检测技术要点进行分析，以期能为相关行业人士提供借鉴。

关键词：高速公路；常规桥梁；检测技术

中图分类号： U412 文献标识码： A

1、高速公路常规桥梁现状分析

近年来，公路桥梁所负荷的重量在不断增加，导致大部分在用桥梁的路面损伤情况日益加重，不断出现质量问题，例如通行能力下降、承载力不足以及结构构件损伤等。根据对国内桥梁的损伤情况进行原因调查的结果显示，导致桥梁损伤的主要因素有3个方面：①早期桥梁的设计理论较为保守且不够全面，导致桥梁设计方案与实际的施工情况不一致，存在设计偏差，设计方面的不足难以保证公路桥梁的建设质量；②早期桥梁的桥面设计宽度不足，桥面的荷载标准偏低，桥梁的质量在环境因素以及自然因素的影响下不断降低，例如湿度变化、温度变化、风、雨、洪水以及冰冻等因素，而桥梁结构、性能也由于撞击、地震与超载运营等重大损失而发生改变；③国内公路桥梁的建设事业发展速度过快，使城市中涌现出大量较复杂的桥梁，例如立交桥梁、高架桥梁以及大跨度桥梁等，然而，尚未成熟的桥梁施工质量以及设计技术导致公路桥梁在建设以及使用中不断出现新的事故。因此，桥梁检测技术对桥梁建设事业而言具有重要意义。

2、高速公路检测的必要性分析

2.1、混凝土的检测评估法

混凝土的检测评估主要检测强度以及测量碳化的深度：首先是检测混凝土的强度，借助回弹仪展开检测，应用抽检方法来选择确定测区，测区部位以构件受力比较不利的位置为主，测区的面积控制在0.42m×4.6m之间，测点的分布应确保在测区中匀分布。以《回弹法检测混凝土的抗压强度技术规范》中的相关规范规定，在各测区测定16个回弹值。其次是测量碳化深度测量： 在取回弹值的测区或者是周围，用冲击钻取钻孔，钻孔的直径以及深度分别是17mm、16mm，将钻孔清扫干净之后，以酚酞酒精（1%） 滴于凿除位置边缘。再过5min之后，通过以游标卡尺或者碳化深度测量尺对已经碳化的以及没有碳化的混凝土进行测定，测量次数3次左右，读数每次都精确至1mm。

2.2、回弹法测混凝土的抗压强度数据修正方法

应用回弹值的碳化修正方法对混凝土的强度进行测定。利用回弹仪对混凝土的强度展开碳化回弹的综合测定，在混凝土的结构上的同一测区进行回弹值以及碳化深度的值的测定，进而采用碳化的深度来纠正回弹值，进而推算出测区的混凝土强度。此方法可减少受到龄期以及含水率两者的影响，弥补参数之间的不足，测量精度相对高。

2.3、桥梁结构损伤检测

(1)灵敏度法：采用灵敏度法，检测员能将结构参数有效纠正并使之合乎使用要求，并能设计弹性模量和设计参数的截面面积来修改有限元模型；(2)矩阵型法： 使用矩阵型法展开检测，可以对计算模型全部矩阵展开修正，精确度高，利于执行操作。此法主要缺陷在于未得明确修正模型整体的物理意义，导致已有限元模型自身的带状性特征丧失，所以需要依靠其它的修正方法来辅助修正；(3)子矩阵修正方法： 需修正有关修正系数，调整子矩阵的修正系数，这样能改变桥梁结构的刚度，其最大优点是修正之后的刚度矩阵，还是和原有矩阵的对称性以及稀疏性相一致；(4)指纹分析法： 在桥梁的检测过程中，找出和它结构的动力性有关系的动力指纹，且以对应指纹的具体变化情况为根据，判断出桥梁结构实际的状况。通常在线监测过程中，频率是最容易获取。且参数精确度极高。所以检测员能依据监测频率所出现的变化，对结构破损的实际情况展开识别，操作方便。再有检测出的信息更多更全。多种检测模型及其实践证实，因桥梁结构的损伤造成的固有频率所发生的变化极小，可是振型形式的变化却显著，通常损伤造成的结构自振频率发生变化的概率在5%以内。

3、桥梁工程检测技术分析

3.1、人工检测

检测人员通过运用桥梁检测车靠近桥梁构件检测桥梁中存在的病害：如构件裂缝，混凝土破损，支座开裂、偏位、受压、变形等病害，通过观察记录病害发生的原因及日期，可对其进行整体评估，然后得出论述是否需要进行及时维修与加固，若需要，便可及时制定切实有效的措施进行补救。

3.2、红外热像仪与雷达检测技术

在桥梁的质量检测中采用超生波、红外热像仪以及雷达等检测技术，一天内可对几十种桥梁的桥面或是上千公里路面进行准确的测量。红外热像仪是通过红外摄影机而获取桥梁的温度图。其中温度较高的点（热点）则是由于桥梁薄得仿佛是充满空气的绝缘体般，因此热点部分的混凝土，其温度上升速度相比其他点更快些。雷达是借助电磁波对受测目标进行探测。其工作原理是向受测目标发射电磁脉冲，使发射出的电磁脉冲构成电磁波并从混凝土的异质界面中反射回来，形成回波。回波对混凝土而言具有密切的关系，其交替变化的波形可将混凝土中的损害情况以及裂缝情况检测出来。红外热像仪与雷达联合使用可有效检测公路桥梁现有的大部分病害种类。

3.3、感应检测技术

感应检测技术的应用范围相当广泛，针对检测桥梁当中的物理量而研发的传感器种类相当多，如应力测量传感器、位移测量传感器、磁弹仪、加速计等。加速计，主要用于测量由于桥梁钢筋断裂所引起的应力波；小型感应装置，可埋藏于桥梁体内部，主要测量钢筋锈蚀情况与混凝土的氯离子含量、导电率；位移传感器，主要用于监测桥梁构件的位移变化情况。这几类设备具有结构简单、性能稳定、价格实惠等特点，可在各种在建桥梁与在用桥梁中大量使用。

3.4、新型传感器的应用

国内外已开发的传感器有多种，例如光纤光栅问题传感器、三向加速度计、磁通量传感器与超声波三向风速仪等。伴随着国内大量早期建设桥梁均步入了病害爆发的时期，突出了桥梁检测工作量大、检测设备功能单一、检测设备昂贵以及设备检测功能的不完善等诸多问题。与国外的桥梁检测技术相比，国内检测技术仍存在许多不足，可进步空间还很大，国内桥梁检测技术实现信息化、智能化以及自动化还须进行长期的努力发展。

3.5、激光系统

该技术是采用激光系统对受测目标的三维坐标进行即时测量。该系统在测量木材、混凝土以及普通钢材中可起到良好的测量效果。激光系统可快速而准确的对桥梁中因汽车通过而产生变形的部分进行测量，借助长时间的检测还可对坐标数据进行对比分析，从而判断桥梁有无产生预应力或是沉降等现象。

4、加强高速公路桥梁检测

4.1、建立相关的测量标准

在具体试验检测过程中应该根据相应的检测标准来进行检测，所以建立完善的检测标准是非常必要的。根据检测标准应该对技术人员的检测技术进行考核，制定相应的考核制度。检测技术人员应该严格执行检测标准，对检测精度进行严格地控制，保证检测质量。工程管理人员应该加大对检测人员的管理力度，明确检测人员的责任，使检测人员可以充分发挥自己的技术，把检测工作做到最好。在检测过程中应该不断加强提高技术人员的检测水平，保证检测数据的精确度，使检测数据可以表现出高速公路建设环境，从而可以制定合理的建设方案。

4.2、加大对建设材料的检测力度

原材料是高速公路桥梁建设的关键，所以要想保证工程的质量就必须选用合格且高质量的原材料，所以对原材料进行检测也是检测工作的重要组成部分。高速公路桥梁建设场地的主要原材料一般都是砂子和碎石，所以在这些原材料引进建设场地时应该先由负责原材料检测的工作人员进行初步地检测，如果一旦发现原材料不合格应该及时汇报相关负责人并弃用不合格的材料。对于合格的材料还要进行二次或者多次检验，比初步检验更为精确、详细，如果在合格材料中再出现不达标的材料应该把这些材料做退出施工现场的处理。

4.3、施工场地的土质检验

由于施工场地的土质对于公路建设的稳定性有一定的影响，所以应该对土质进行检验，分析土质中有没有腐蚀性成分，防止因为腐蚀而造成岩土层的结构遭到破坏导致公路桥梁建设的不稳定性。所以在整体检测过程中对土质进行检测是非常关键的，而且检测工作比较复杂，这就需要检测人员严格控制检测的精确度，并增加检测人员和检测设备，保证检测工作的顺利开展。

5、结束语

综上述，我们要利用桥梁检测技术，及时发现问题，有效预防桥梁可能出现的早期质量问题，不断发展和创新公路桥梁检测技术及检测方法，以满足未来的桥梁发展趋势，保证桥梁在交通运营中的正常使用。

参考文献：

[1]李晓元,陈晨,王金川.浅谈桥梁检测技术的应用、研究和发展[J].科协论坛(下半月)2010(10):01-02.

[2]周土瑶.现代公路工程试验检测方法的原理及应用[J].中国高新技术企业,2009(16):159-160.