论桥梁检测技术及分析
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摘要：本文简述了桥梁结构检测的主要内容与评定方法，结合目前桥梁检测技术发展的现状，对桥梁检测技术进行了综合评价，并介绍了桥梁检测技术的发展前景，从而确保桥梁长期安全运营。
关键词：桥梁；检测；桥梁检查；
随着我国公路、市政桥梁事业的发展，新建高速公路及市政桥梁越来越多，同时既有的许多桥梁亦逐渐进入了养护维修阶段，桥梁管理者对桥梁的养护已日益重视。通过对桥梁的全面检测，系统地收集当前桥梁技术数据，积累技术资料，为充实桥梁数据库、加强桥梁科学管理和提高桥梁技术水平提供必要条件；通过合理设计检测的方法，辅以布设长期监测设备，逐步建立桥梁健康监测系统，确保桥梁长期安全运营，以发挥其最佳经济效益和社会效益。
1 现行桥梁承载力检测方法
目前对于桥梁承载力的评定可分为4类：病害调查经验评定法，综合分析法，分析计算法，荷载试验法。
1．1 病害调查经验评定法
这一方法的主要依据是JTG H10-2009 公路养护技术规范、JTG H11-2004 公路桥涵养护规范、CJJ 99-2003 城市桥梁养护技术规范。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。
1．2 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。
1．3 分析计算法
首先对被检定的桥梁结构进行检查(收集资料、现状检查、材质与地基的检验等)，然后将检查所得的有关资料和检验测量结果，运用桥梁结构计算理论及有关的经验系数进行分析计算，从而评定出桥梁的安全承载能力。分析计算法又分为经验系数折算和理论计算两种做法。经验系数折算法是以桥梁原有设计荷载等级为基础，同时考虑桥梁损坏程度、材料老化程度、桥面行驶条件、实际交通情况、桥梁建造使用期限等因素，经过广泛的调查研究确定出各项对应的系数，从而折算出桥梁安全承载力。理论计算法是当原桥荷载等级不清楚或上述的各种系数较难确定时，应用结构计算理论，估算出桥梁结构可能承受的最大外力；然后，再与实际检定的荷载相比较，从而判定出桥梁安全承载力的方法。此法应注意的问题是：荷载计算应根据实际荷载，即采用需通过的荷载等级进行验算；材料强度以实测结果为准，应正确地把结构的缺陷估计到计算中去。
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（Midas/Civil、桥梁博士等），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。
1．4 荷载试验法
桥梁结构荷载试验是对桥梁结构物工作状态进行直接测试的一种检定手段，是对桥梁结构性能最直观、最可靠的检测方法，按施加荷载的类型可分为静载试验和动载试验，我国在这方面有成熟的方法和标准。桥梁结构静载试验是按照桥梁的设计荷载等级，根据荷载的最不利位置布置静载(通常是载重汽车)，或者根据桥梁结构的控制内力确定荷载及其位置，对桥梁结构进行加载，静载试验的加载量一般为设计荷载的0.8倍～1.0倍，试验前应先进行估算。
桥梁结构动载试验采用车辆通过、冲击或环境激振等加荷方式，通过采集设备获得桥梁结构的振动响应信号，对这些信号进行处理得到桥梁结构的频率、模态等动力特性，进而得到桥梁结构特性。对桥梁结构施加荷载(静载或动载)，通过相应的仪器设备获得桥梁结构的响应，可以根据这些响应进行分析，得到桥梁结构的性能参数，通过这些参数的变化，对桥梁结构进行损伤识别与性能评价。
基于结构静态响应，进行损伤识别主要有系统识别、神经网络等方法，其中系统识别方法更为实用。
桥梁结构动力响应损伤识别在理论上被大家认可的是融合振动理论、振动测试技术、信号采集与分析等跨学科技术的试验模态分析法，其识别方法有系统识别、神经网络、遗传算法等，系统识别方法的分析概念和分析过程同静力响应损伤识别，其中主要是神经网络方法。桥梁动力特性测试简便易行，对测试条件要求少，因而被认为是在桥梁结构损伤识别领域最有前途的桥梁无损检测技术。
2 桥梁检测新技术
（1）基于GPRS实现桥梁检测远程数据传输。早期的远程监测是利用专线或专用网络，将设备现场和控制中心连接起来，传感器采集到的状态信息按照一定的协议传送给控制中心。这种方式自成系统，数据传送快、安全，缺点是需要单独布设通信线路，当距离很远时，将大大增加工程的成本。随着互联网技术的不断发展、公用通信网络的进一步完善，利用GPRS来实现数据的远程传输已成为一种非常便捷的信息传递手段而应用于远程监测技术中。
（2）神经网络在桥梁检测中的应用。在实际桥梁检测过程中，要随时知道桥梁的受力情况是很难做到的，不仅要耗费巨大的人力、物力，而且在测量过程中，由于测量人员在技术上的差异性以及在繁重工作下引发的疲劳性，必然会在检测结果中引入较大的人为误差。如果使用人工神经网络方法构造BP模型，在桥梁结构受力之间建立映射关系，在实际的桥梁检测过程中，只需要对部分桥索受力情况进行实地检测，通过BP模型的映射，就可以得到其余桥索受力值。
（3）数字图像处理技术在桥梁检测中的应用。图像测量技术是近年来在测量领域中形成的新的测量技术。所谓图像测量就是测量被测对象时，把图像当作检测和传递信息的手段或载体加以利用的测量方法，其目的是从图像中提取有用的信号。这就避免了人工检测中存在的效率低、速度慢、重复可比性差、环境局限性大等弊端。而且，对于那些在检测人员所能触及到的范围以外的情况，通过传统方法量测，其难度和危险性是相当大的，且可能测不准。
（4）光纤应变传感器测试系统在桥梁检测中的应用。在桥梁工程中常用的无损检测方法是应变片电测技术，但常规电阻应变片的测试结果受温度、湿度、导线长短等环境因素的影响很大。光纤传感器是近10多年来迅速发展的一种新型传感器，由于它不仅具有非导电性、体积小、抗电磁干扰强等优点，而且能实时对一维连续空间作多点测量，因而能对许多大型设备或物体(如发电机组、智能大厦等)进行实时多点监测。采用光纤传感器测试系统既大大降低了单点检测成本，又消除了检测盲区。
（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。
3 结语
桥梁检测是一项复杂而细致的工作，不仅要求工作人员有丰富的实际现场经验，而且同时需要坚实的理论基础作为指导。只有把理论和实际充分结合起来，再加上指挥者与各试验人员之间的默契配合，才能做好检测工作并取得满意的数据，也只有这样才有可能做出准确的评估。
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