浅谈钢筋混凝土桥梁试验检测技术及其发展趋势

朱雪晴

浅谈钢筋混凝土桥梁试验检测技术及其发展趋势

朱雪晴

（中设设计集团股份有限公司 江苏南京 210014）

本文着重对桥梁无损检测方法进行介绍，分析和评价桥梁荷载试验的类别、动力试验以及静载试验检测方法进行了介绍，并阐述了混凝土桥梁检测技术的未来发展趋势。

桥梁试验；检测技术；发展趋势

我国钢筋混凝土桥梁工业发展始于上世纪，随着时间的逐渐流逝，桥梁的安全问题也逐渐暴露。一般而言，桥梁因年限而产生出问题多源于两大方面：一方面，自然因素：由于年久失修，或久曝于外，难免会有各种自然侵蚀，如若不加以修复，安全隐患不定会酿成现实；另一方面，人为因素：由于桥梁长期的不科学使用、维护不及时、超重大货车非法驶过桥梁等因素，导致桥梁出现多多少少的问题。因此，及时检测钢筋混凝土桥梁的质量显得至关重要。而在我国目前的技术下，基本采取以下三种桥梁检测方法。

1 无损检测

1.1 检测方法

1.1.1非破损法

非破损法是指在不损伤桥梁的基础上，对桥梁的物理性能进行检测，根据所检测出的物理项目数值进行一定的专业推算或计算，从而得出桥梁的承载能力，以此检测钢筋混凝土桥梁的问题所在。常见的方法有射线吸收、超声脉冲等等。

1.1.2半破损法

半破损法是指在不对桥梁的承载力进行破坏的基础上，对其其他方面进行局部破坏试验，常见的方法如射击法等等。

1.1.3无损检测法

无损检测与非损检测不同，前者使用超声波技术对桥梁混凝土内部进行探测，后者是指在不损伤的基础上进行物理实验。无损检测一般利用超声波的波幅、频率、波形等因素对混凝土进行内部分析，得出其破损情况。

1.1.4动力试桩法

该项方法是一项混合技术，它包括了大应变法和小应变法。大应变法是指对混凝土桥梁单柱进行承载力性能测试；小应变法是指对混凝土桥梁柱体内部结构进行检测，得出更微观层面的结论。动力试柱法的优点在于二者结合，宏观和微观层面兼具；缺点在于其承载力测试的误差较大。[1]

1.2 评价

我们需要根据不同的目的，在测试时有针对性地展开。比如，桥梁表现测试时，我们主要考察整体与局部的部件几何关系与尺寸、结构问题、保养情况；结构测试主要需要针对当年建造资料进行结构研讨、根据施工与维护工艺进行有针对性的定点测试；材料测试则需要针对桥梁的钢筋混凝土柱体的损伤情况进行记录，包括混凝土的强度、抗压性等方面测试，以及对其内部元素、缺陷、缝隙等问题进行检查。

钢筋混凝土桥梁目前的发展前景主要集中在以下三个部分：桥梁表观检测、桥梁材料检测以及检测仪器技术。目前国内外在这三方面的差距仍然不容忽视。国外的相关仪器设备、检验技术、检验理念仍然更为先进。如双频带红外线自动温度检测系统、雷达监测系统等等，都是我国在近几年来需要追赶的方向。

2 荷载试验

一般情况下，只有以下几种特殊情况需要荷载试验：首先，采取了大量新技术、新材料的桥梁，尤其是跨度较大的混凝土桥梁。因其技术、材料的可靠性无法百分之百保证，且其在尝试初期就有较大跨越，因此需要对其承载能力进行安全排查；其次，需要通过大型特殊车辆的桥梁，荷载试验是保证其今后安全运行的关键；以及，经过维修加固后的旧桥，荷载模拟试验能让大家了解其修复效果如何；最后，历史悠久到找不全建造记录的桥梁，这些桥梁因信息不全而容易发生超载、使用过度的情况，需要再进行试验以保证安全。[2]

荷载试验按照性质分为静载试验和动力试验两种荷载试验，同时根据其他分类方法也可分为基础荷载、轻荷载和重荷载三种。本文主要介绍前一种分类方法下的静载与动力试验。

2.1 静载试验

裂缝、应变、挠度、变形一般是静载试验进行分析的四大数据。在实际应用中，桥梁的抗裂性能、刚度和强度是最需要考察的对象。

静载试验一般情况下包括以下几个部分：首先，找到钢筋混凝土桥梁每一个跨度里的 3 个检测点，获取侧向挠度、扭转变形和竖向挠度变形的最大值，以及支座的下沉值；其次，在控制截断面上选5个测试点，获取控制截面的应力分布的最大值和偏载特征并记录；以及，获取支座的沉降、转角和伸缩，桥梁墩柱的转角和位移数据并记录；最后，对裂纹出现的位置、大小、长度、深度等情况作好记录，并对比修正后的荷载情况进行记录。如果在桥梁结构的控制面等关键部位出现了裂痕，且此时的荷载数值临界于标准值与最大值之间时，应该停止继续试验，迅速撤离并记录当时的情况和数值。

2.2 动力试验

动力试验的主要考核指标是桥梁结构的自振性能、桥梁结构的联合振动性能以及车辆动力荷载。主要目的为了排查桥梁运营时可能会出现的问题。动力测试的原理主要是出于规避外界强迫振动源，比如大型车辆驶过时会与桥梁自震形成共振，此时的动挠度达到临界值，车速达到最大，非常不安全。冲击系数是动力试验的关键，主要包括测试桥梁结构在车辆荷载情况下的强迫振动与桥梁自震。一般的试验顺序是，先用外界因素使桥梁发生强迫振动，再用仪器记录桥梁结构的自震曲线，最后使用专业的快速傅立叶转换仪器来进行振动特性的分析。

然而，随着科技的不断进步，很多有经验的专业工程师能通过自己的经验对记录的数据进行分析并得出结论，一般而言，机器所测出的标准值要大于经验推断出的数值，如此才可以在实际运行过程中保证安全。

3 混凝土桥梁检测技术的发展方向

3.1 技术与设备进步

任何一项工程技艺的发展都与科学技术水平的提升密不可分，尤其在当代，技术、设备的进步直接决定了桥梁检测水平的进步。目前，国外的设备与技术相较国内而言更为先进，红外线、雷达、超声波等先进技术的应用范围广、使用程度深，我国在这几项设备技术领域的成就并不低于国外，但在实际应用的转化层面则逊色许多。我国目前应该派各个领域的专家分别针对各领域不同特征，对先进技术的引入与应用对更深层面的研究、试验，此项工程的突破对我国工业各个领域的意义十分远大。[3]

3.2 科学管理

在钢筋混凝土桥梁试验领域，更好的方式是将检测部门、监管部门、工程信息部门三者合一。如此可以有效提高检测效率。既能在第一时间获取到桥梁建造时的一手数据，也能在日常营运中发现问题，事先进行推测，更能有针对性地对问题进行监测检测。

同时，精简管理团队，增多维修与检测经费，做到每一步都为了最终运营安全服务，一切行动尽量简单高效完成。

4 小结

桥梁安全关系到每个人的切身利益，与安全相关的事情不容忽视。总体来说，我国桥梁监测领域目前的状况喜忧参半，好处在于能在近几年迅速追赶国外先进水平，试验方法与技术有了大幅提升，管理层面也在进步；缺陷在于，设备的先进水平仍有待提高。值得高兴的是，目前这些问题也在不断解决之中，钢筋混凝土桥梁试验检测技术正在不断进步。

[1]胡升. 浅谈钢筋混凝土桥梁试验检测技术及其发展趋势[J]. 城市道桥与防洪,2015,15(07):190-191.

[2]黄清. 钢筋混凝土桥梁火灾后检测评估[J]. 世界桥梁,2014,23(05):78-82.

[3]胡杰,陈磊. 桥梁静载试验的应用与研究[J]. 北方建筑,2016,17(01):61-62.

朱雪晴 ；出生年月(1990—10)女 ；职称：助工；研究方向 ：路桥试验检测；工作单位：中设设计集团股份有限公司；工作年限 8；毕业院校：东南大学。

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