畢節(jié)市政工程檢測之公路橋梁檢測技術(shù)應(yīng)用分析！

在公路橋梁的建設(shè)期間，其質(zhì)量的好壞就非常重要，直接影響到以后的使用。畢節(jié)市政工程檢測為了進(jìn)一步滿足公路運(yùn)輸載重量迅猛發(fā)展的需要，保證公路橋梁可以安全地為公路運(yùn)輸服務(wù)，我們必須對橋梁工程各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量問題進(jìn)行相應(yīng)的檢測與鑒定，而相關(guān)的公路橋梁檢測技術(shù)也是值得我們討論研究的。而橋梁檢測工作是一項(xiàng)極其細(xì)致且復(fù)雜的工作，檢測人員必須要加強(qiáng)自身檢測理論知識的掌握，提高自身檢測操作技能。只有這樣才能為公路橋梁的檢測工作提供切實(shí)可靠有效的數(shù)據(jù)，進(jìn)而確保公路橋梁的安全使用。

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一、公路橋梁檢測的科學(xué)意義

路橋建設(shè)過程中，工程材料的自然缺陷、工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、畢節(jié)市政工程檢測建造和施工的失誤難以避免，路橋建成之后，如何對路橋的實(shí)際品質(zhì)進(jìn)行鑒定是業(yè)主最關(guān)心的問題。由于對路橋的質(zhì)量目前尚缺乏嚴(yán)格系統(tǒng)的量化檢驗(yàn)方法，致使一些劣質(zhì)工程得不到及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理。輕則增加了日后的路橋維修保養(yǎng)成本，使國家和地方財(cái)政負(fù)擔(dān)加重；重則會發(fā)生橋毀人亡的慘劇。所以加強(qiáng)公路橋梁檢測對于保證人民生命財(cái)產(chǎn)安全和改善交通質(zhì)量，以及促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展都有著很重要的作用和影響。

二、公路橋梁的檢測技術(shù)

橋梁檢查及檢測的目的在于通過對橋梁的技術(shù)狀況及缺陷和損傷的性質(zhì)、部位、嚴(yán)重程度及發(fā)展趨勢，弄清出現(xiàn)缺陷和損傷的主要原因，以便能分析評價(jià)既存缺陷和損傷對橋梁質(zhì)量和使用承載能力的影響，并為橋梁維修和加固設(shè)計(jì)提供可靠的技術(shù)數(shù)據(jù)和依據(jù)。因此，橋梁檢查是進(jìn)行橋梁養(yǎng)護(hù)、維修與加固的先導(dǎo)工作，是決定維修與加固方案可行和正確與否的可靠保證。按照檢查的范圍、深度、方式和檢查結(jié)果的用途等的不同，橋梁檢查歸納為日常檢查、定期檢查和特殊檢查。按照《公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，日常檢查和定期檢查由公路管理機(jī)構(gòu)和具有一定檢查經(jīng)驗(yàn)并受過專門橋梁檢查培訓(xùn)及熟悉橋梁設(shè)計(jì)、施工等方面知識的檢查工程師，按規(guī)定周期，對橋梁主體及附屬結(jié)構(gòu)的技術(shù)狀況進(jìn)行定期跟蹤的全面檢查，提交檢查成果文件，提出養(yǎng)護(hù)建議，如有特殊檢查需求，則限制交通進(jìn)行特殊檢查。

三、公路橋梁的檢測方法

3.1 橋梁外觀檢查方法與要點(diǎn)

外觀檢查包括橋梁總體性與局部構(gòu)造幾何尺寸的量測、結(jié)構(gòu)病害的檢查與量測等，不同橋型在檢查方面各有側(cè)重點(diǎn)。一般來說，從總體上可將橋梁分為三部分：

（1）上部結(jié)構(gòu)，在梁式橋中主要指主梁；

（2）下部結(jié)構(gòu)，一般包括基礎(chǔ)與承臺、拱圈拱頂裂縫、墩的位移、樁以及橋臺等；

（3）附屬結(jié)構(gòu)一般應(yīng)著重檢查橋面鋪裝、伸縮縫、欄桿等，

其它的還有梁橋部分檢查端部的斜裂縫與跨中部位的裂縫、撓度等檢查要點(diǎn)。對于鋼筋混凝土橋梁類型，主要是檢測鋼筋（保護(hù)層厚度、銹蝕狀況測試）與混凝土（碳化深度、強(qiáng)度等級與耐久性有關(guān)的含堿量和氯離子含量）；對于材料檢測類型，則主要是檢查橋梁結(jié)構(gòu)材料的無損或微損檢測，這也是當(dāng)前的重點(diǎn)研究領(lǐng)域；結(jié)構(gòu)資料則主要是掌握橋梁的原施工工藝、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及橋梁的結(jié)構(gòu)維修養(yǎng)護(hù)歷史等過程，從而根據(jù)相關(guān)規(guī)范作為標(biāo)準(zhǔn)分析橋梁質(zhì)量狀況。此外，為了提高檢查效率，可采購用于橋面檢測的先進(jìn)高新技術(shù)儀器，如激光雷達(dá)，就是用來測量整橋；雙頻帶紅外線自動(dòng)溫度成像系統(tǒng)，可用來檢測橋面；探地雷達(dá)成像系統(tǒng)，可用來檢測橋面板等。

3.2 荷載試驗(yàn)法

3.2.1 靜載試驗(yàn)

（1）橋梁的靜載試驗(yàn)首先要針對橋梁的豎向撓度、側(cè)向撓度以及扭轉(zhuǎn)變形三個(gè)方面進(jìn)行重點(diǎn)檢測。而且在對橋梁結(jié)構(gòu)中應(yīng)該保證相應(yīng)跨度內(nèi)檢測時(shí)至少要對三個(gè)檢測點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)檢測，并且要按照規(guī)范要求求出最大撓度值、畢節(jié)市政工程檢測變形值以及支座的相對下沉值。另外，試驗(yàn)時(shí)采用的計(jì)算理論通過長期的觀測進(jìn)行有效的驗(yàn)證關(guān)鍵是針對橋梁控制截面的內(nèi)力檢測，并且還要對撓度縱向和橫向影響線進(jìn)行計(jì)算和實(shí)際檢測。

（2）要對控制截面的應(yīng)力分析時(shí)得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，同時(shí)總結(jié)出最大值和橋梁發(fā)生的偏載特性。而且沿著截面的高度的方向至少要設(shè)置5 個(gè)檢測點(diǎn)，其中包括上邊緣、下邊緣和截面特殊位置檢測。在有些特殊情況下還應(yīng)該進(jìn)行支點(diǎn)、橫隔板的剪應(yīng)力和主應(yīng)力進(jìn)行檢測。

（3）要對支座的伸縮量和轉(zhuǎn)角改變程度、支座的沉降量以及墩頂相對位移進(jìn)行檢測。

（4）要認(rèn)真仔細(xì)的找出運(yùn)營橋梁的表面是否有裂縫出現(xiàn)，如果通過檢測發(fā)現(xiàn)有初始裂縫出現(xiàn)就要記錄試驗(yàn)所施加的加荷載，并且對于裂縫出現(xiàn)的位置、裂縫發(fā)展的方向、長度、寬度以及卸載后裂縫發(fā)生閉合情況等相關(guān)資料要保證全部詳細(xì)記錄。如果尚未加到預(yù)計(jì)最大試驗(yàn)荷載時(shí)橋梁的控制截面發(fā)生的形變位移、應(yīng)力或者是裂縫擴(kuò)展的寬度就已經(jīng)達(dá)到或者是超出了初期設(shè)計(jì)的荷載標(biāo)準(zhǔn)，此時(shí)就應(yīng)該停止加載而且還要對裂縫仔細(xì)觀察撤載后裂縫的擴(kuò)展和恢復(fù)情況和殘余變形的影響等。如果是特殊結(jié)構(gòu)的橋梁，在對其進(jìn)行靜載試驗(yàn)時(shí)要觀察索力和塔的變位的變化，同時(shí)要對支座進(jìn)行測定。

3.2.2 動(dòng)載試驗(yàn)

橋梁動(dòng)載試驗(yàn)，指通過對橋梁本身施加一定的附加振動(dòng)力，使得橋梁產(chǎn)生共振，并對橋梁回饋的振動(dòng)信號進(jìn)行檢測和記錄，進(jìn)而得出相應(yīng)的檢測橋梁的結(jié)構(gòu)頻率，了解橋梁的基本結(jié)構(gòu)情況和工作水平和狀態(tài)。動(dòng)載試驗(yàn)是最基礎(chǔ)的動(dòng)力檢測方法，它以應(yīng)用振動(dòng)理論和試驗(yàn)為基礎(chǔ)，對橋梁運(yùn)營時(shí)的震動(dòng)問題進(jìn)行檢測的主要方法。主要包括橋梁動(dòng)力特性檢測、動(dòng)載響應(yīng)的試驗(yàn)等。

3.3 橋梁結(jié)構(gòu)損傷檢測

第一，矩陣型法，利用矩陣型法進(jìn)行相關(guān)檢測是發(fā)展最早也是最成熟的方法，它常常用于修正計(jì)算模型的整個(gè)矩陣，精度比較高，執(zhí)行操作相對容易。這種方法的主要缺點(diǎn)在于所修正模型的物理意義并不是非常明確，這往往會喪失原有限元模型的帶狀性特點(diǎn)，因此，需要輔助其它的修正方法進(jìn)行修正。第二，子矩陣修正法，通過對需要修正的矩陣定義相關(guān)的修正系數(shù)以及對宇矩陣修正系數(shù)的調(diào)整可以修正橋梁的結(jié)構(gòu)剛度，這種方法的最大優(yōu)勢在于修正后的剛度矩陣仍然與原矩陣保持對稱性與稀疏性。第三，靈敏度法，運(yùn)用靈敏度法，檢測人員可以修正結(jié)構(gòu)參數(shù)，并且通過設(shè)計(jì)參數(shù)以及彈性模量的截面面積等可以實(shí)現(xiàn)對有限元模型的修改。第四，指紋分析方法，就是在橋梁檢測中，尋找與其結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性有關(guān)的動(dòng)力指紋，并且通過相應(yīng)指紋的變化情況來判斷橋梁結(jié)構(gòu)的真實(shí)狀況。在線監(jiān)測中，最易獲得的模態(tài)參數(shù)是頻率，而且所獲得的參數(shù)的精度非常高。因此，檢測人員可以通過監(jiān)測頻率的變化這種方式來識別結(jié)構(gòu)破損情況，這種方式操作起來也是比較簡單的。此外，振型也可以適用于橋梁結(jié)構(gòu)破損情況的發(fā)現(xiàn)與識別，雖然運(yùn)用振型進(jìn)行測試的精度低于頻率，但是振型可以包含更多的檢測信息。大量的檢測模型以及實(shí)踐實(shí)驗(yàn)表明，由于橋梁結(jié)構(gòu)損傷導(dǎo)致的固有頻率的變化非常小，但是振型形式變化卻十分明顯，一般損傷導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)自振頻率的變化一般在5% 以內(nèi)。有一些研究人員采用模糊理論與指紋分析結(jié)合的方式進(jìn)行檢測，這種方式的可靠度建立在規(guī)范的理論框架基礎(chǔ)之上，對不同種類橋梁的使用性能以及專家評估數(shù)據(jù)的科學(xué)性要求較高。

3.4 借鑒國外目前關(guān)注的檢測技術(shù)

當(dāng)前，國外方面已經(jīng)展開結(jié)合橋梁管理系統(tǒng)與量化的無損檢測方法的研究，即通過用強(qiáng)迫振動(dòng)響應(yīng)法定量檢測技術(shù)，用激光振動(dòng)計(jì)測量斜拉索索力，評估橋梁下部結(jié)構(gòu)。我國一直倡導(dǎo)引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，畢節(jié)市政工程檢測本文就其主要技術(shù)概括：

（1）先進(jìn)的疲勞裂紋探測和評估系統(tǒng)，涉及橋梁裂紋的無線應(yīng)變測量系統(tǒng)、無源疲勞荷載測量設(shè)備、便攜式聲發(fā)射系統(tǒng)、新型超聲波以及電磁聲發(fā)射傳感器等，目前在此基礎(chǔ)上一種具有產(chǎn)生（信號）并探測不同受力模式下的疲勞裂紋的寬帶 E 探測器；

（2）先進(jìn)的銹蝕探測技術(shù)，如探測先張法壓漿空隙、磁漏探測技術(shù)的埋入式銹蝕微傳感器；

（3）先進(jìn)的橋面板檢測系統(tǒng)，如雙帶遠(yuǎn)紅外熱成像系統(tǒng)；

（4）擁有先進(jìn)的橋梁測試和健康監(jiān)測系統(tǒng)，如測量橋梁超載的鋼傳感器

四、公路橋梁健康檢測

橋梁檢測往往僅是為了確定橋梁的損傷狀況，最多是在一定程度上對橋梁的繼續(xù)工作能力提出評價(jià)。這對已用的橋梁設(shè)計(jì)理論提供長期的、及時(shí)的由足尺寸真實(shí)構(gòu)件在真實(shí)環(huán)境下結(jié)構(gòu)響應(yīng)為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)驗(yàn)證，畢節(jié)市政工程檢測繼而為研究發(fā)展橋梁理論提供低成本高效率的“試驗(yàn)”支持。以橋梁健康檢測作為設(shè)計(jì)的驗(yàn)證具有前所未有的優(yōu)越性，道路交通量以大大高于預(yù)測流量的速度猛增也加劇了橋梁結(jié)構(gòu)的自然老化。目前在國內(nèi)的橋梁健康狀況檢測領(lǐng)域比較成熟的檢測技術(shù)主要有以下幾種：紅外熱像儀檢測技術(shù)、光纖傳感器檢測技術(shù)電磁波探測技術(shù)、聲探測技術(shù)等。橋梁健康狀況檢測技術(shù)已得到了一定的發(fā)展，對結(jié)構(gòu)在工作環(huán)境、運(yùn)營條件特性的認(rèn)識也將不斷地得到深化。

五、結(jié)語

綜上所述，應(yīng)加強(qiáng)公路橋梁檢測技術(shù)的研究，推進(jìn)技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用，以確保橋梁建設(shè)質(zhì)量與橋梁安全運(yùn)營，保障國家的財(cái)產(chǎn)安全，個(gè)人的生命安全。