公路桥梁检测技术的探究

仲 华

(杭州市交通工程集团有限公司)

1 公路桥梁检测的原因

(1)公路桥梁没有充分的设计和施工资料作为质量检测依据;(2)公路桥梁的施工质量不符合规范要求，同时与公路桥梁的设计要求也有差距;(3)公路桥梁在竣工试用一段时间以后发现了较为严重的病害和质量隐患，对其承载力有重要影响;(4)公路桥梁的质量满足要求，但是要求进一步提高它们的承载力;(5)为了获得更丰富的相关资料，公路桥梁需要进行超设计标准的检测。此外，一些短期的检测工作已经不满足现在大型公路桥梁的质量要求，需要对它们进行更长时期的检测和健康监护。

2 公路桥梁的外观检测

对公路桥梁进行检测，首先要对其外观进行病害分析，从整体把握公路桥梁的外观病害。

(1)以公路和桥梁的受力特征作为依据确定检测点。桥梁的监测点确定可以根据桥型来确定，例如通常对桥梁进行检测的重点为桥梁跨中区域出现的裂缝等，桥梁连接部位的状态和情况，以及桥梁各个构件的质量等。而公路的受力点则是比较平均的，一般为公路中部大型机车常通过的部分。

(2)对公路和桥梁的各个部位进行逐个检测。一般来说，我们通常将桥梁结构分为三部分，及上部、下部和附属结构，而公路被分为路基和路面两个主要部分。在它们的构成结构中都有其各自的受力特征，因此存在的病害也具有一定的相似性，对于一般性病害，只要按照平常的方法进行接触即可，但是如果出现的病害较为少见，则要仔细分析其原因，找出相应的解决方法。此外，在找出引起病害的原因后还要对公路桥梁的损害程度进行估计，并以此为依据来判断是否对公路桥梁进行进一步的检测和加固，以保证它们的运营。

(3)对公路桥梁的内部缺陷进行检测。公路桥梁的内部缺陷主要指建筑材料出现的缺陷，例如混凝土构件和钢筋等，其中混凝土构件的缺陷主要包括裂缝、层离、空洞等，而钢筋则是受到锈蚀。这些缺陷不是通过对公路桥梁的外观进行检测就能够发现的，所以还要依赖于其他精密的检测技术。目前较为广泛使用的是声波检测法和超声波探伤法等技术。

(4)对公路桥梁的建设材料的特性进行调查。公路和桥梁的样式越来越多样化，而且建设工艺也在不断地进步，应用于公路和桥梁结构建设的材料种类也随之增多，但是目前较为常用的还是钢筋和混凝土。其中，通常将涉及和施工相关的资料作为钢筋强度选择的依据，而且不再对它们进行再次检查，所以，在对钢筋的质量进行怀疑或者相关资料不准确的情况下要切实采取措施对这些钢筋进行试验以保证公路桥梁质量。

(5)公路桥梁的混凝土强度检测。混凝土的强度不是一成不变的，它随着时间的变化会出现一些特性的变化，对于大型桥梁来说，要对使用的混凝土的同期的试块进行强度测试。如果没有试块，则是采取其他方法进行强度测定，常使用的方法有回弹法，贯入法和断裂法等。这些方法在很多国家都有相应的使用标准。此外，即使是专业人员对混凝土的强度进行测定，如果使用的方法不同，也会出现误差，一般在百分之十左右。而且混凝土的湿度不同也会对检测结果造成一定的影响。

(6)桥梁的钢筋锈蚀评估。在公路桥梁使用一段时间后，其中的钢筋结构会出现一定程度的锈蚀状况，主要是由混凝土的密实度、渗水性等因素的影响，而且相互的，钢筋的锈蚀还会导致混凝土的损坏。通常，只要用敲击的方法对钢筋进行检测就会发现较为严重的钢筋锈蚀状况。

(7)公路桥梁的结构性能检测。在对公路桥梁的整体性能进行了概括的了解后，还要对它们的技术规范和要求进行检查验算，特别要注意的是，这些参数要以实际的实物数据为标准，在需要的时候还要进行折减，并将一些相关因素考虑在内。如果验算结构与公路桥梁的要求不相符，就要重新建设，对于不需要重建的部分还要进行更深入的鉴定验算。

(8)如果公路桥梁的相关建设资料不足，会降低验算结果的可靠性。这时，要进行更为精细的检测，即静载试验或者动载试验等，对公路桥梁的受力情况有一个更为准确的估算。

3 公路桥梁的检测技术

3.1 静动载试验

(1)公路桥梁的静载检测技术

①以检测目的为基础获取主要数据。公路桥梁是一个整体，所以在对其进行检测不能涉及到各个方面，所以，要根据外观检测的结构和其他鉴定工作作为依据来确定需要进行进一步测定的部位，并获取相关的参数。在检测时，我们要把握检测重点，以提高数据的可靠性和精确度。

②对于桥梁来说，通常情况下，要对旧桥的上部的受力特性进行检测和鉴定，所以，桥梁截面的应力应变情况就是监控的主要内容，以及一些在正常状态下的参数也是需要测试的内容。而且布置应力应变点时，一般在桥梁的内力和附加控制界面，并在桥梁的上部选择一些具有代表性的不稳设置检测点，保证这些检测点的检测结构能够反映出整个控制面的情况。此外，还要对桥梁索结构的索力和其他一些在外观检测中发现的病害部位进行检测。

③静载试验现场组织安排。首先试验人员要具有一定的专业经验，能够在检测地点准确的布置试验仪器，保证试验数据的准确性。然后再进行试验的最关键的工作，即试验，它不仅需要检测仪器的支持，还需要进行充分的准备工作，保证试验工作的顺利进行。

④分工。公路桥梁检测不仅涉及到了空间范围，还需要检测人员长时间的工作，所以，我们要尽力做好准备计划，保证检测人员在各个阶段都能够有条不紊的工作。

(2)桥梁的动载试验

所谓的桥梁动载试验，就是指通过对桥梁施加一定的附加振动力，使得桥梁发生振动，并对产生的振动信号进行测试和记录，进而得出相应的桥梁的结构频率，了解桥梁的基本情况和工作状态。

动载试验是最基本的动力测定方法，它以应用理论和试验为基础，对桥梁的震动问题进行检测的主要方法。主要包括桥梁结构的动力特性检测、动载响应的试验等。

3.2 公路桥梁的混凝土强度检测

目前，对混凝土的强度进行检测的主要方法为无破损和半破损检测方法。其中无破损检测方法主要有超声回弹综合法和散射法等，而半破损检测方法主要包括钻芯法、Windsor 探针贯入法等。不同的检测方法以不同的原理为支撑，而且检测结果和要求也各自不同，但是无论使用哪种方法，在检测前都要对各方面因素进行综合考虑。

3.3 公路桥梁的混凝土质量检测

目前使用的混凝土质量检测技术为BCT 桥梁CT 技术，它通过对桥梁的混凝土结构进行检测，使得检测人员对混凝土的病害和建设水平有一个较为详细的了解，为进一步的质量检测和综合治理提供依据。BCT 桥梁CT 基础是通过声波在混凝土中的速度来测定混凝土的密度和均匀性等参数的，进而来了解桥梁结构中的混凝土质量和出现的损害程度。声波在混凝土中的传播速度可以被作为混凝土抗压强度的评价指标。而且声波是速度与混凝土的抗压强度呈现正比关系，即声波速度越快，混凝土的抗压强度越强，而且这一结论也被大量的试验和理论研究所验证。BCT 桥梁CT技术就是以这一原理为基础，在桥梁建设过程中对桥梁混凝土的质量进行检测，而且检测结果准确度较高，以为桥梁的质量提供保障。同时，BCT 桥梁CT 技术不仅可以为在桥梁建设过程中对混凝土进行质量控制，通过桥梁的混凝土进行检测及时的发现存在的安全隐患，进而及时的改进施工技术，与此同时，这项技术还可以对混凝土已存在的病害进行诊断。总之，BCT 桥梁CT 技术既可以发现存在的问题还可以作为检测技术来检查处治效果。

3.4 公路桥梁的光线和其他位传感器检测系统

目前研究出一种应用光线作为测量工具的公路桥梁检测系统，即光纤传感器，它通过将光信号作为变换和传输的载体，并利用光线作为传输工具来传输信号，进而对新浇筑混凝土内的空隙进行检测。同时，光纤光栅也被用作遥测变形。它还能够对材料是否失效，以及混凝土结构的碱反应和裂纹的进行检测。如果光纤传感器经过优化，那么它不仅占用空间小，而且重量也较轻，只需较低的电压就可以带动，对使用环境也没有过高要求，此外，经过优化的光纤传感器还不受电磁波的干扰，进而降低了使用成本。

3.5 公路桥梁的无损检测技术

无损检测技术随着技术的进步得到了快速的发展，目前已有的检测技术主要包括红外线检测，声发射以及磁试验等。一般来说，传统的桥梁检测方法可以对桥梁的整体外观和部分进行检测，同时还可以对桥梁的构成组件、节点等特殊部位的损伤进行准确的判断，尽管如此，这种技术仍然不能对桥梁的整体状况有一个全面、系统、准确的认识，对桥梁结构的安全性和剩余使用时间也不能给以系统的判断。所以说，一种更为现实的损伤检测技术必须不仅具备对整体状况进行鉴定，还要具备对局部细节也可以进行检测。现在对桥梁损伤进行识别的方法主要有两种，即动力指纹法和模型修正法。其中动力指纹法是指通过对桥梁的结构动力等特性有关联的动力指纹法的变化结果进行分析和判断来确定桥梁结构的状况。模型修正法是通过所获取的资料，再对条件进行优化，对模型的刚度分布进行修正，进而获取桥梁结构的刚度变化的情况，并以此为依据对桥梁的损伤部位进行确定。

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