桥梁检测

       近几十年来,随着桥梁不断往新颖的桥型和大跨径的方向发展，桥梁的检测试验技术也不断地更新和改进。桥梁结构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,对桥梁结构物工作状态进行检定，以检验结构的设计和施工质量。桥梁结构变形的测量及分析，可以检验桥梁的整体受力性能、评价桥跨结构的实际承载能力,是各类桥梁施工质量控制和评定工作的重要手段，常在桥梁交付使用前和既有桥梁的检定加固中采用。从某种意义上讲，桥梁检测技术，特别是借助于现代检测手段的无损检测技术，代表了桥梁检测技术的最新发展方向，也是桥梁健康监测这一大型综合智能型决策系统设计的关键。

1 桥梁检测技术的发展趋势

1.1 桥梁无损伤检测技术随着现代传感与通信技术的发展，无损检测技术更是出现了前所未有的发展势态，先后涌现出一大批新的检测方法和检测手段,使无损检测技术向着智能化、快速化、系统化的方向发展。近年来，致力于桥梁检测，研究人员提出了许多成功的方法对桥梁进行非破坏性评估。些新的方法被广泛应用于桥梁检测，如利用相干激光雷达测试桥梁下部结构的挠度，利用全息干涉仪和激光斑纹测量桥体表面的变形状态，利用双波长远红外成像检测桥梁混凝土层的损伤,利用磁漏摄动检测钢索、钢梁和混凝土内部的钢筋等等。

1.2 桥梁结构损伤识别技术

1) 基于振动的损伤识别方法。这种技术的基本思想是:损伤会引起结构中物理参数(质量刚度等)的改变，结构的模态参数(模态频率、模态振型、模态阻尼等)随之发生改变，根据此改变量即可确定损伤的位置与程度。这种方法在国外称为结构的损伤识别，包括：利用频率变化进行损伤识别,利用振型变化进行损伤识别，基于柔度矩阵的损伤识别，试验模态分析与有限元分析相结合的方法,残余力向量损伤识别。

2) 小波分析损伤识别法。由于小波分析非常适合分析非平稳信号，因此可作为损伤识别中信号处理的较理想的工具,用它来构造损伤识别中所需要的特征因子，或直接提取对损伤有用的信息。小波分析在损伤识别中的应用是多方面的，如:奇异信号检测、信噪分离、频带分析等。

3) 神经网络损伤识别法。神经网络在损伤识别中的基本思路是：首先用无损伤系统的振动测量数据来训练网络，用适当的学习方法确定网络的参数;然后将系统的输入数据送入网络网络就有对应的输出,如果学习过程是成功的，当系统特性无变化时，系统的输出和网络的输出应该吻合；相反，当系统有损伤时,系统的输出和网络的输出就有一个差异，这个差异就是损伤的一种测度。

2 桥梁工程的检测技术

2.1静载检测技术

      静载试验检测桥梁的项目通常包括挠度(结构)、沉降(支座以及桥台)、拉压程度(结构)裂缝(桥面)等各项指标。进行静载试验时,最重要的是试验点的选取。凡是所选取的试验点必须是能满足试验目的的点,同时也是具备代表性能的点,试验点的数量也必须满足静载试验的全部要求。静载试验时，一般检测位移、应变和裂缝检测三大类。位移测量可用机械仪器测量或电测法进行检测。应变测量通常采用应变片、电阻应变仪、振弦式应变计、钢筋应力计等进行检测。裂缝测量通常依靠目测辅以刻度放大镜,对于较大裂缝在要求不高的情况下也可用塞尺测量。在静载作用下,桥梁会产生或大或小的变形。通常桥梁的变形分为整体变形和局部变形。整体变形,指的是桥梁整体工况的形变;局部变形,即梁的结构荷载处发生的形变。按照静载检测规范,必须按照先整体后局部的方式，即优先考虑桥梁的整体变形。在静载试验检测时,主体检测的是桥梁上面结构的承载能力,在一定面积作用下测量其截面应力以及变形情况。当在检测常年使用的老式桥梁时,静载试验主要检测的指标是裂缝、弯度、应变程度以及抗压拉程度。

2.2动载检测技术

       桥梁动载检测技术是为了满足桥梁工程使用性能的需要，应用计算机模拟探析和实际检测相互融合的科学方法，也是桥梁检测技术水准的具体体现之一，它为桥梁今后运行性能和动力承载能力提供实质上的依据。桥梁工程动载检测的内容包括桥梁结构动载性能以及结构动载响应两个方面，其检测的对象表征的是结构动载效果最优构建应力和变形的控制面。测试传感器、信号放大器、光线示波器、磁带记录仪和数字信号处理机是动载试验的测试的常见仪器。根据仪器的性能和使用传感器的特性，可以选配不同的测试系统。具体而言,动载检测技术检测流程基本为：桥梁固有频率、振型、阻尼比的测试一一桥梁动挠度、动应力、加速度冲击系数的测试。前者为动力特性参数,后者为动力响应测试。实践证明,对桥梁进行动载检测，是基于桥梁结构动力特性来研究的。桥梁结构的动力特性是结构的固有性质，它不随荷载的强度以及其它压力的大小改变而改变。动载检测取得的是桥梁的模态参数，而作为桥梁的基本理论参数，反映的不仅是整个桥梁的可承受能力更反映了桥梁承载状况优良与否。

2.3GPS 桥梁三维位移检测技术

      该技术是利用接收导航卫星载波相位差分实时测定站点三维坐标的测量技术。检测的具体方法是:首先是在桥梁上均匀布置监测站点,然后在管理中心设置 GPS 基准站，并组建监控中心计算机系统。其检测过程是：设置在管理中心的蓦准站根据接收的卫星信号，实时向各监测站发出分解算出的差分数据，供各监测站系统计算各自的具体坐标，各监测站计算出各自的坐标数据，并把测量数据传输到控制中心计算机系统,由计算机系统分析、计算。

2.4 探地雷达检测技术

       探地雷达是利用高频电磁脉冲波(10~1000MHz 或更高)以宽频带短脉冲形式由发射天线送人地下，该雷达脉冲在地下传播过程中,遇到不同电性介质交界面时,部分雷达波的能量就会被反射回地面，被接收天线接收。探地雷达的特点为:能精确测定缺陷区的形状、大小和深度;节省劳力、操作方便、速度快;能在大范围内进行检测;不受周围环境影响。另外,探地雷达在桥梁工程中具体应用主要是对桥梁面层厚度检测、桥面混凝土空洞及高含水的检测、桥梁钢筋锈蚀程度检测。