姜涛 李政 尹宜水

摘要：桥梁检测是一门直接服务于工程实践的技术学科，涉及到桥梁的计算理论、实验测

试技术、仪器仪表性能、数理统计分析、现场实验组织等方面，其有较强的综合性、应用性和复杂性。为保证公路的畅通，创造一个安全、舒适的行车环境，加强桥梁检测工作愈显重要，这已成为各级公路管理部门工作的重点，同时随着自动化技术的不断发展及计算机水平的不断提高，使得检测技术也取得了很大的进步。

关键词：桥梁；桥梁检测技术；公路桥梁

中图分类号：K928文献标识码： A

1前言

随着我国社会主义经济的不断发展，公路桥梁建设也发展很快，桥梁结构数量不断增加，大大的提高并改善了我国的交通运输状况。但是，由于公路桥梁负荷日益加重，许多的在役桥梁损伤问题日益突出，结构构件受损、承载力不足、通行能力降低等问题不断出现。认真分析发生此类问题的研究，应该是由以下几个方面的因素造成的。首先，早期的桥梁设计系统性不足，在设计理论上也是比较保守，设计与实际施工细节不能够保持一致，难免会出现桥梁设计中的偏差，因此，公路桥梁建设质量难以保证。另外，由于早期的桥梁设计桥面宽度小、荷载标准较低，受到温度变化、湿度变化以及冰冻、洪水、风、雨等自然因素的侵蚀，不断降低桥梁的材料，在超载运营以及地震、撞击的严重损伤下，桥梁的性能、结构就会发生很大的变化。还有，由于桥梁过快速度发展建设，城市中大量涌现立交桥工程以及大跨度桥梁和复杂高架桥梁，但是，由于其设计技术与施工质量达不到一定的标准，使桥梁建设与使用中新的事故和隐患不断出现，所以，桥梁检测技术在桥梁的建设过程中显得越来越重要。目前国内外桥梁施工检测出现了一些新进展和应用的新技术，使我们的检测更加方便可靠。

2桥梁检测技术的进展

桥梁检测的内容比较繁杂，涉及方方面面，按方法可分为动载、静载和无损；按时间可分为短期和长期；按性质可分为施工监控、成桥验收和运营期检测。桥梁检测除了有外观、线形等一般内容外，还有砼强度、裂缝、钢筋锈蚀、碳化、钢筋保护层厚度、电阻率、氯离子含量和自振频率等多项内容，与其相关的方法和技术手段也多种多样，各有特点。但总结起来，在役桥梁进行检测的主要内容即是桥梁检查和荷载试验评定。目前，各类桥梁检测技术主要差异在于其使用的传感器类型。主要桥梁检测新技术如下：

2.1雷达与红外热象仪检测技术

使用雷达、红外热象仪、激光光学、超声波和其它一些新的技术手段。“红外热象仪”是利用一台红外摄像机来产生一幅桥面温度图的。这种温度图象揭示了在阳光照射下混凝土开裂部位对应桥面的“热点”。这种温度较高的“热点”是由于薄的充满空气的空腔就象绝热体一样，使得其上的混凝土的温度上升得更快些而形成的。“雷达”的工作原理是发射短促的电磁脉冲，然后由这些电磁脉冲形成的电磁波可被混凝土中的各种异质界面反射回来而产生回波。雷达回波的交替变化之波形和混凝土发生病害及出现裂缝后状况有密切的对应关系（但解释判读困难）。将雷达检测混凝土的冻融裂崩和高含水量以及红外热象仪在干燥情况下检测混凝土裂缝这两种方法结合起来就可以创造一种有效地检测大多数病害类型的检测方法。

2.2光纤传感技术

光纤传感技术是利用光纤对某些特定的物理量敏感的特性，将外界物理量转换成可以直接测量的信号的技术。光纤传感器目前在世界范围内。将光纤传感器应用于桥梁测量中, 可实现对桥梁钢索的索力及预应力连续混凝土梁内部应力、应变特性的测量和监测, 构成所谓的光纤智能桥梁。对于桥梁检测使用的传感器，其原理是当光纤受到拉压的时候，应变发生位置处的玻璃源散射光会产生相应的改变。从频率上看，玻璃源频移与光纤轴向应变量成正比。通过设备测量采集光纤温度及玻璃源频移，进而计算得到桥梁变形情况。通过测量“光损”，可以量测变形的大小，其精度可达±0.02mm。通过对光脉冲反射传输时间，可以确定变形所在的位置，其误差为±0.75m。通过上述两种手段的结合即可得知光纤传感器整个长度内变形的大小及分布情况。光纤传感器可在狭窄的场合实现测量，可在施工期间埋置，并通过位于两端的接收装置实现自动化的长期监控。

2.3无线电检测技术

美国联邦公路局曾成功开发了一套应用于检测钢桥（钢梁）的疲劳损伤情况，该设备的原理是反复的周期性的疲劳荷载可以导致钢桥结构（构件）出现裂缝。这些裂缝以很细微的程度在扩大。裂缝的扩大在（结构）构件表面（层）会伴随着能量的释放，产生出应力波。无线电网络技术可以定量的确定应力波及其准确位置。

美国联邦公路局还开发的另一种检测技术：声发射检测（AcousticEmission ）技术，该技术原多用于矿山地压检测等，现已广泛应用于飞机、造船业、化工容器、水坝和高架桥梁等行业。目前已有国产的声发射类的桥梁检测设备并有成功使用的案例。通过该技术，可获得各类材料内部裂纹分布及发展情况，进而研究桥梁技术状况，判明其使用寿命。其原理是当声波在材料内部传播纵波的速度和方向为已知时，根据纵波接触各个传感器的时差可判断材料内部的缺陷位置。小波变换法即小波分析，是在对AE信号进行处理的高性能的滤波的基础上发展出现的。小波分析在桩基、桥梁结构损伤检测中得到广泛应用。

2.4自感应检测技术

感应检测技术应用更为广泛，为桥梁各类物理量检测而开发的传

感器多种多样。传感器是各种信息的感知、采集、转换、传输和处理的功能器件，具有不可替代的重要作用。如用于测量、定位桥梁中钢筋断裂产生的应力波的加速计，为测量混凝土氯离子含量、钢筋锈蚀、混凝土的导电率的各类小型的可埋置于梁体内部的感应装置，为测量桥梁翼墙位移的位移传感器。该类设备普遍造价低廉，结构简单，性能可靠，可大规模适用于各类新建或在役桥梁。

2.5其它检测技术

2.5.1激光检测系统

激光检测是一个涉及面广泛，应用又十分活跃的技术领域。它的检测目标包含十分繁多的几何、物理参数。

通过激光系统可即时测量测点的三维坐标。对普通钢材、混凝土和木材均可良好发挥作用。该系统可以迅速精确地测量任意汽车通过桥梁而产生的变形。通过长期监测还可通过坐标数据的比对分析判断桥梁是否沉降或产生预应力损失。

2.5.2智能桥梁支座

智能支座能通过预制在支座内部的传感器采集桥梁活载和恒载的分布，进而提供分析判断桥梁技术状况的重要依据。支座内设多个用于测量压应变和剪力的光学纤维感应器。光纤传感器是利用光在光纤中传播特性的变化来检测、量度它所受到的环境变化。通过被测物理量的变化来调制波导中的光波，使光纤中的光波参量随被测物理量的变化而改变，从而求得被测信号的大小。

2.5.3新型传感器

国内外开发出多种新型传感器如磁通量传感器、三向加速度计、超声波三向风速仪、光纤光栅温度传感器。随着我国大量早期建设的桥梁进入了病害集中爆发期，桥梁检测的工作量大的需求与桥梁检测设备不尽完善、功能单一，价格昂贵的矛盾还将长期存在。我国桥梁检测行业自动化、智能化、信息化的发展道路还有较长的路要走。相对于国外，我们桥梁检测基本原理及技术手段的研究还有很大提高的空间。

4结语

道路桥梁作为我们整个社会的重要建筑，它不仅是整个社会先进技术的一个标志，而且也是整个社会四通八达的信息交流的一个工具。道路桥梁在我们的生活中承载着重要的责任，它的安全性的保障，其实是在保障每一个人，每一个家庭，以及整个社会、国家的平安、稳定。我们必须要保证道路桥梁的安全性。为了确保道路桥梁的安全性，我们必须要不断的更新道路桥梁的检测技术，不断的从材料和质量的前提上做出保证，尽量的减少道路桥梁的损害，给我们的社会增添光辉，并且提供更多的安全保障。

参考文献

[1] 魏大祥.公路桥梁试验检测技术的几点思考.轻工设计，2011年第4期；

[2] 尹彬彬.荷载试验检测技术在桥梁技术状态评估中的应用.中国建材科技，2011.05期；

[3] 陈步区.浅谈道路桥梁试验与检测.建材发展导向，2011第9卷第10期；

[1]B.Culshaw，J.Dakin，光纤传感器（李少慧，宁雅农等译）。武汉：华中理工大学出版社。1997.606～7763；

[2]冯流萤，刘培英，光纤液位传感器，电子器件。1994.（4）：30- 33；

[3]李素珍。光纤传感器的研究和应用展望[J]。红外与激光技术。1994.6：18～20；

[4]赵仲刚等。光纤通信与光纤传感[M]。上海科学技术文献出版社。2001：382～398；

[5]王慧文.光纤传感技术与应用[M]，北京：国防工业出版社。2001.89～

134；

[6] 姜小俊,胡建炯,任少华. RTK技术在水下地形测量中的应用)))以杭州湾跨海大桥的水下地形为例[J].南京师范大学学报(工程技术版),2004,(2): 70-72；

[7]彭德江，阳云安.河道工程测量中“3S”技术的应用研究[J].科技资讯，2009-03-03。