摘要：本文主要从笔者亲身参与的桥梁结构安全检测的必要性与检测内容以及检测方法，旨在与同行探讨学习，共同进步。
关键词：桥梁； 结构； 安全； 方法
随着桥梁建设的不断发展，桥梁结构的形式与功能日趋复杂，人们对现代桥梁的质量和寿命越来越重视。经过长期使用，桥梁结构难免会发生各种各样的损伤，据统计，我国现有主要公路桥的1/3以上都存在结构性缺陷、不同程度的损伤和功能性失效的隐患。美国在1981年调查可知，其公路桥中有40%以上均有不同程度的损坏；西德在1978年的调查表明，在桥龄为20~30年的钢筋混凝上桥中，有80%的上部结构至少有一处严重损伤，24%的上部结构至少有一处重要损伤，46%的上部结构至少有一处中等程度损伤。而预应力混凝土桥的损伤更为严重，近50%的上部结构至少有一处重要损伤。因此，对桥梁结构的检测与评定，适时进行维修与加固显得越来越重要。于是桥梁结构的检测、监测就成为结构安全养护、正常使用的保证措施之一。如何对桥梁结构进行质量检测和安全监测也已成为国内外学术界、工程界研究的热点。今天的桥梁检测领域不仅包括成桥前的静载和动载试验，还涵盖大量旧桥的检测与维护。只有通过检测，评价其使用可靠度、估计其使用寿命，才能为桥梁主管部门的决策提供依据。
1.桥梁结构安全检测的必要性分析
我国复杂的地形地貌和广阔的疆域，决定了桥梁在我国交通事业发展的重要性。然而近些年来，我国多地发生了大桥垮塌事故，在2007年到2011年的5月这一段时间内，我国就至少有12座大型桥梁垮塌，导致270人死亡，111伤23失踪。如连霍高速河南新安段上跨天桥、浙江杭州钱江三桥辅桥、湖南凤凰县堤溪沱江大桥等桥梁的垮塌都有给国家和人民带来的巨大的损失。而这些事故的发生，究其根源就是其主要原因之一就是桥梁结构安全检测工作不到位，血的教训让我们不得不认识到加强桥梁结构安全检测的必要性。
2.桥梁结构检测内容
桥梁结构的检测内容包括结构材料检测、地基基础检测和上部结构检测。
结构材料检测包括：钢材的力学性能检测，砂、石、水及水泥的检测；砂浆及混凝土的检测：断裂参数的检测；损伤力学参数的测试。对于钢筋混凝土桥梁，其材料检测主要包括结构构件材料（混凝土和钢筋）的强度、缺损和锈蚀情况等，通常采用无损检测方法。
地基基础检测内容：地基承载力检测，沉井下降时的检测；桩基检测；管柱检测。当发现墩台有沉降、倾斜、位移时，一定要对地基进行探测。对己成桥的地基检测比较困难和麻烦，可用触探和钻孔取样的方法，也可用荷载板试验，常常只是接近基础原位对岩石地基，可在基岩的露头地点进行检验。
上部结构检测涉及梁结构质量检测，支座与伸缩装置检测；桥面及有关设施检测。一般先通过表观检测确定桥梁的等级，再根据桥梁运营环境及有关单位的要求，进行必要的荷载试验。
3.桥梁结构状态检测方法
从检测部位分桥梁结构状态检测方法可分为局部检测和整体检测两种。其中局部检测是对桥梁结构中需要重点了解的部位进行检查，目的是搞清楚结构的实际状态。整体检测方法是从整体上考虑结构的实际状态。无论是局部还是整体检测方法都可分为表观检测和仪器检测两种。具体可分为如下四种：
（1）表观检测方法： 所谓表观检测方法主要是运用目视法对桥梁整体进行检查，检测过程中除以照片或绘图记录劣化或损害部位外，还以量化方式评估各构件的劣化情形，建立桥梁现况的基本管理资料，再依据各构件权重计算该座桥梁现况的综合评估分数。
（2）局部检测方法：所谓局部检测就是对桥梁损坏比较严重的构件进行重点检测的方法，局部损伤检测是通过对桥梁结构某个局部构件进行非破坏性检测，判断是否存在局部损伤发生以及损伤程度如何，进而判断出该损伤是否对结构整体的工作性能构成影响，也是获得结构整体健康评估的重要基础数据。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
（3）静态检测方法：所谓静态检测法就是通过对桥梁进行静载试验从而测量出与桥梁结构性能有关的各个数据（如应变、挠度、裂缝等），从而分析出结构的承载力、抗裂性能、刚度等，据此判断桥梁的承载能力。
（4）动态检测方法：所谓动态检测方法的目的在于研究桥梁结构的动力性能，该性能是判断桥梁运营状况和承载能力的重要标志之一。
4.桥梁结构病害诊断方法
桥梁结构受到损伤后要对其损伤的原因和程度进行分析，进而确定结构损伤后的承载力和使用寿命，从而为结构的改造提供依据。根据病害诊断的决策方法和特征描述不同可分为两种：一种是基于模型的诊断方法，另一种是不基于模型的诊断方法。可概括为模型修正法、人工神经网络法、专家系统法、动力指纹分析法、系统模态参数识别法等。
（1）模型修正法
模型修正法在桥梁检测中需要先建立非损伤分析模型，再将通过桥梁动静载试验测得的振动反应记录与原先的模型计算结果进行综合比较，利用直接或间接测知的模态参数、加速度时程记录、频响函数等，通过条件优化约束，不断地修正模型中的刚度和材料参数信息，从而得到结构变化的信息，建立损伤诊断方程，以确定受损单元的刚度减少程度，最后根据模型刚度的变化来实现结构的损伤判别与定位。
（2）人工神经网络法
神经网络法是模仿人脑的神经细胞和神经系统，大量人工神经元按一定的结构相互连接而成的一种信息处理系统。神经网络法的基本思路是使用一些已知损伤的响应，去设计一个神经网络，然后再用实测的损伤响应去仿真，得到损伤位置及损伤程度。此种方法的研究目前主要分为两类：一类是无模型的识别方法；一类是基于结构有限元模型的神经网络损伤方法。
（3）专家系统法
专家系统方法是一种模拟专家解决土木工程问题的计算机程序系统，它克服了基于模型的病害诊断方法对模型的过分依赖性，而成为病害检测和隔离的有效方法，并在许多领域得到应用。用来进行病害诊断时，系统内部含有大量的混凝土桥梁病害诊断知识与经验，专家系统利用病害诊断知识与经验进行病害诊断。专家系统具有效率高、不受环境影响、准确等优点。对于复杂结构的桥梁病害故障诊断，这种基于专家系统的诊断方法尤其有效。
（4）动力指纹分析法
动力指纹法也称对比法，结构的动力特征是其本身所固有的，可以比喻成结构的指纹。根据结构的特性，当结构出现损伤时，其结构参数必然发生变化，相对而言其指纹也必将发生变化。在损伤识别时，先建立包括损伤大小及位置的数据库；再将结构实测值与数据库中各值相比较，最相近的一组数据代表的损伤位置就是该结构最可能的损伤位置。
（5）系统模态参数识别法
系统辨识是对实际系统的输入/输出数据进行分析、处理后建立该系统的数学模型。桥梁结构状态检测与病害诊断分析法按识别域分为频域法、时域法；按处理模态祸合的方法分为单自由度法、多自由度法；按识别手段分为图解识别法、计算机识别法等。在大型土木工程结构中通常采用脉动识别法识别结构的模型参数。目前在系统参数识别方面普遍采用频域法和时域法两种方法。
结 语；总之，探究桥梁结构安全检测方法具有十分重要的意义。作为桥梁施工企业，必须紧跟时代发展的需要，着力提高自身的专业技术水平，加强对桥梁结构的检测和诊断工作，从而为桥梁结构的修复提供科学的决策依据，为提高桥梁结构的安全性能和使用寿命的提升奠定坚实的基础，促进我国交通事业的可持续发展。
参考文献：
（1）公路桥梁结构检测技术研究_林炳哲
（2）关于桥梁结构安全检测方法的探究_赵剑
（3）桥梁结构安全检测方法_王金辉
（4）桥梁结构安全检测方法探析_薛琳
（5）桥梁结构安全检测技术探讨_王艳侠
论文作者:陈科威
论文发表刊物:《基层建设》2016年32期
论文发表时间:2017/1/17
标签：桥梁论文; 结构论文; 损伤论文; 检测方法论文; 病害论文; 方法论文; 模型论文; 《基层建设》2016年32期论文;