基于桥梁定期检测技术的探究论文_黄健东

广东鸿翔工程检测咨询有限公司

摘要:在我国经济不断加速发展的前提下,桥梁的数量也如雨后春笋般日益增多,桥梁的管理人员对修筑的桥梁养护已逐步开始高度重视。为适应当今公路运输的载重量需求,合理、充分的运用已修筑完工的公路桥梁,保障其可持续稳定、安全的为公路运输做贡献,按照交通部下达的关于公路养护技术准则与相关要求,需对修筑的桥梁进行必要的鉴定检测。对我国的桥梁检测技术进行了相关的论述,以供参考。

关键词:桥梁;定期检测;技术

前言:桥梁在一个国家的交通运输和经济发展中占有重要位置。桥梁的安全检测和数据采集是保证桥梁安全运营的重要手段,通过检测技术可以及时掌握桥梁的运营状况,测定桥梁几何尺寸的变化和大小,收集桥梁结构在运营过程中的整体线形变化的数据,了解桥梁结构内力的变化、分析变形的原因,确定桥梁修缮和重建的费用,以及桥梁维护、修缮和重建的先后顺序。从而避免桥梁垮塌和失效,降低事故发生率;合理分配桥梁养护、加固和维修资金,确保桥梁安全运营,延长桥梁使用寿命,最大程度减小桥梁事故造成的损失。

一、桥梁工程检测技术的内容和发展现状

1.1桥梁工程检测技术的内容

桥梁工程检测是一项涉及内容非常广泛的技术,检测内容不仅包括基础检测还包括桥梁表观的缺陷和桥梁结构的专项检测。当下桥梁表面缺陷的检测主要依靠人工目测的方法,这种检测评估方法极易受到人的主观影响,评估的结果往往缺乏准确性和技术精准性。桥梁结构的专项检测主要包括三个方面:第一,确定桥梁的缺陷大小和具体的分布;第二,确定缺陷的方位,判断缺陷的走向;第三,可以对缺陷的变化和发展进行科学、有效的预测。

1.2桥梁工程检测技术的发展现状

现阶段,经过相关学者的不断研究,桥梁工程检测相关的技术已经取得了非常大的进展,例如:利用桥梁检测实践积累的检测结构状态敏感参数,可以对计算模型进行修改和矫正。再例如,利用桥梁结构的拟态参数可以实现对整体桥梁结构局部承受能力情况的有效分析。通过不断的理论实践,学者们在基础检测的基础上总结了以动侧原理为基础的桥梁础的完整性与其承载力的检查方法:高低应变法、声波透射法,高应变和单桩静载测试等。声波透射法主要用来进行桥梁的完整性检测;钻心法主要用来鉴别木桩的顶端岩石土质,木桩混凝土的长度、强度等。

二、桥梁工程检测的重要性

对桥梁的结构损伤采取有效手段进行监测、预测和控制,不但可以发现桥梁当时的结构是否损坏或服务功能是否降低外,确保交通枢纽的安全和正常运行,并可获得下列的效益:

(1)在第一时间获取桥梁的信息状况,如果桥梁质量情况堪忧的话,可以采取交通管制或部分路段交通封闭的手段才维修桥梁;

(2)确定桥梁破损陈旧的程度来进行维修:

(3)得到桥梁时序状况的第一手资料,工程人员可以根据历史记录来研究桥梁的变化过程;

(4)有时间规律的进行桥梁结构检测,可以更加科学的保护桥梁,提高桥梁使用寿命;

(5)及时检修桥梁,降低安全隐患,为公众的安全提高保障:

(6)能够为科学地制定桥梁结构计划提供依据。

在具体实践中,很多桥梁施工人员往往忽视桥梁检测,这是不科学。我们只有通过桥梁检测,才能更好地掌握桥梁现有的实际状况,才能为桥梁的大修和维护提供科学依据,才能不断地提高桥梁的科学管理水平。桥梁检测中,工程人员应在直接外观检测的基础上,进一步深入地对桥梁和结构材料进行荷载试验和检测。桥梁检测工作强度大、难度高、技术要求高,同时为维护管理提供了直接的科学依据,在实际的检测实践中,采用先进的检测方法和检测设备能大大地提高工作效率和检测精度。

三、桥梁检测技术发展趋势概述

近年来,对桥梁检测技术的理论研究、实证研究都逐渐增多,主要集中在桥梁无损检测技术、桥梁结构损伤识别技术等方面的研究。本文选取其中研究较多的两类技术作如下概述:

3.1 桥梁无损检测技术

无损检测技术主要依赖于现代传感、现代通信技术的发展,主要是将传统的桥梁检测方式像智能化、系统化、快速化方向进行转变。在过去传统的桥梁检测方式中,通常借助于动载、静载实验,需要检测人员开展现场目测工作,并且利用混凝土硬度试验、超声波探测仪器等手段。一方面,在进行实验的过程中可能会对桥梁本身造成损害。另一方面,需要耗费较大的人力物力才能完成检测工作。因此,随着传感和通信技术的发展,研究人员已经成功推出了一些既能够实现桥梁检测又不具有破坏性的检测技术。例如,借助全系干涉仪及激光斑纹可以实现桥体表面变形程度及状态的无损检测;通过双波长远红外成像仪器可以实现对桥梁混凝土层的无损检测等。

3.2 桥梁结构损伤识别技术

桥梁结构损伤识别技术又可以分为小波分析损伤识别技术和神经网络损伤识别技术。其中,小波分析损伤识别技术主要用来处理非平稳信号,可将其构造成损伤识别中要用到的特质因素,也可利用其直接将对损伤有用的信息提取出来。而神经网络损伤识别技术则是通过无损伤系统中产生的振动测量数据实现网络的构造,在对网络参数确定之后,实现数据的输入和输出。通过记录系统无损伤时数据输入状态和有损伤时的输入状态进行对比,实现桥梁结构损伤的识别。

四、现阶段桥梁检测运用的新技术

4.1 红外热象感应技术与雷达波

桥梁检测的新技术与迅速发展的科技分不开,超声波检测技术和红外热相感应等等(如下图1所示)能得到更加精确的数值,而且检测方法便快捷,速度快,耗费人力物力也比较少,不需要封路拦车,也不需要很多人去搬动仪器。此方法可靠性大大增加,桥梁安全检测能够更加高效的进行。通过红外摄像机拍照得到桥梁的温度层次变化图,从而获知桥梁的不同厚度;超声波检测技术通过雷达发射电磁波得到反馈,一次确定结构中是否存在空心结构、裂缝或者异物,以此检测桥梁安全与否。

图1

4.2 神经网络检测技术

神经网络技术是通过人工神经网络构造出BP模型,通过模型反映的映射,对一部分桥索进行受力情况的测定和分析来得到手里的安全值范围,从前提上避免了事故的发生。此方法也可较少人力物力的投入,减少开支,同时测定的结果也是可靠的。

4.3 光纤传感检测技术

光纤传感技术的运用十分普遍,可以通过电流、电场、位移、辐射、水位、振动、液压、温度、压力等物理量来对桥梁进行检测。光线在感受到这些物理量的变化是会受到拉力的作用而产生应变的频率,根据这个频率的分布可以知道桥梁在运作时收到里的作用后的变化。在建造的时候吧管线传感器置于桥梁之中,链接两端的报警器,当荷载车辆在桥梁上经过时的承受能力发出不同的警示提醒,直接的评定桥梁的安全质量。

4.4 其他检测新技术

在世界上许多地方,对整座桥梁状况的监测技术已经发展到在大型结构物上安装系列大规模的监测系统。此外,对桥梁结构的承载能力的”非侵入式”检测也是桥梁工程的迫切需要。另一项新技术是“智能桥梁支撑”,通过它人们可以收集到许多必不可少的桥梁工作信息,我们知道某个支座失效和由此导致的结构中的巨大应力变化,是桥梁毁坏的一个很普遍的因素。智能支座能通过支座上的活载和恒载的分布发现并判断出桥梁结构体系的工作抓状况。因为如果结构构件的强度由于遭受断裂、中击或其他影响而又明显变化时,也会使支座上的荷载分布发生改变。智能支座可以“感受到”桥梁的破坏。这种技术是复杂的,但其概念是简单的。支座的“智慧”由多个纵向的光学纤维感应器提供,它们能测量垂直应变和剪力,并且被综合到一块控制板上。专门的控制板转而被组合到支座上,控制板通常压成薄片,再将薄片置于常用公路桥梁的氯丁橡胶支座垫层之间,通过它还可以测量从桥梁上部结构传递下来的竖向和横向压力。

结束语

随着人们生活质量的不断提高,对桥梁工程的质量要求也越来越高,为了满足社会的要求,更为了发展企业,相关部门必须在技术应用上下功夫,要敢于创新,敢于将新的桥梁工程技术、新的桥梁工程材料合理的应用进桥梁工程中,不断提高桥梁工程的检测技术水平,全面提高桥梁工程的质量,才能保障人民的生命财产安全,继而促进桥梁相关的产业不断的发展。

参考文献

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[4]刘效尧.桥梁损伤诊断.北京:人民交通出版社.2010.5

[5]张劲涛.桥梁检测与加固手册.北京:人民交通出版社.2012.2

论文作者:黄健东

论文发表刊物:《防护工程》2017年第29期

论文发表时间:2018/2/8

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