新时期公路桥梁检测质量控制与检测技术应用研究

于洋

（河北交规院瑞志交通技术咨询有限公司，石家庄 050000）

1 引言

与其他建筑工程项目相比，公路桥梁工程损害因素众多，同时受到检测技术和检测环境的影响，公路桥梁质量检测存在一定的困难。随着科学技术的发展，众多现代化、先进的科学技术走进公路桥梁质量检测领域，例如，超声波检测技术、光线传感检测技术、频谱分析检测技术等，此类技术不仅能保证检测质量，同时能保证检测时效。基于此，本文立足于新时期背景下的公路桥梁质量监测，对现阶段公路桥梁质量检测技术的应用进行分析，望通过数据分析得出的结论可以为各位检测人员提供工作思路。

2 新时期公路桥梁检测技术的类别及原理

2.1 超声波检测技术

超声波检测技术是一种先进的无损检测技术，它利用超声波对公路桥梁工程进行精确检测，是常用的无损检测方法之一[1]。在公路桥梁质量检测过程中应用超声波检测技术，主要是利用专业的仪器设备发送超声波，在所需检测部位内进行信号传输，信号接收机接收截面及缝隙反射回的信号，对反射波状态进行分析，从而对桥梁内部结构的完整性进行分析。该技术的优点在于操作简单、反馈迅速，且可检测厚度大的结构，整体检测成本低且能够实现精准定位和检测。缺点在于若桥梁内部有水、空气等，可能会对超声波在结构内的传输造成影响，从而导致反射波数据出现错误，使检测结果出现偏差。

2.2 光纤传感检测技术

光纤传感检测技术是近年来迅速发展的检测技术，该技术随着光纤通信技术的发展而发展，目前已被广泛应用于航空航天、矿工、新能源等领域[2]。光纤传感检测技术可以利用物理量的敏感性检测公路桥梁工程结构中的钢索索力、混凝土预应力、应变特性、挠度变化等。与传统的超声波检测方法相比，光纤传感检测技术的检测结果更加精确。同时，光纤传感检测技术现阶段的传感器类型繁多复杂，且随着科学技术的发展而完善，目前已从传统笨重的传感器优化为轻便灵巧、不受外界环境干扰的传感器。另外，对公路桥梁工程而言，光纤传感检测技术具有高灵敏性、柔韧性强、动态响应范围大、可移植性等特征优势，但是该技术的使用成本高，适合有充分预算的质检工程[3]。

2.3 频谱分析检测技术

频谱分析检测技术也是当下较为常见的一种检测技术，它通过测量桥梁结构不同介质表面波的传播频率来分析桥梁结构状态。在实际应用中，检测仪通过增加垂直冲击力，形成一个以振源为中心的多频率瑞雷波面，并在不同位置施加冲击力，得到不同的波面信号，并透过信号分析介质的力学参数，从而实现对介质厚度、受力均匀性的检测分析[4]。

2.4 红外热像法检测技术

红外热像法检测技术是一种新兴的无损检测技术。该技术通过测量物体辐射出的红外辐射能量获取物体表面温度分布特征。在桥梁检测中，红外热像法可以用于混凝土结构、钢结构及桥墩等部位的热损伤、裂缝识别、腐蚀情况及水泥混凝土桥梁多孔体的裂缝检测等。红外热像法检测技术的优点非常突出。首先，该技术具有快速、准确、无损的特点。与传统检测技术相比，红外热像法可以得到高分辨率的温度图像，以及温度变化趋势图，对于及早发现桥梁损伤及时进行修复非常有帮助。其次，该技术可以用于桥梁施工和设计过程中的热桥分析，便于优化桥梁结构，提高桥梁的使用寿命。

在具体应用中，红外热像法检测技术主要分为3 步。首先是预处理，包括设备检查、设备调整、环境检查和拍摄参数设置等。其次是数据获取阶段，需要使用红外热像仪对检测对象进行拍摄，生成物体表面温度分布特征的图像和数据。最后是数据分析与处理阶段，通过对上述图像和数据的处理和分析，可以得到有关桥梁状况的详细信息，如温度异常、热损伤、裂缝等情况。需要注意的是，红外热像法检测技术也存在一些局限性，该技术对红外辐射的响应是有限的，仅能检测到表层问题以及局部问题，不能发现深层问题，并且其检测数据的精度会受到环境条件、拍摄角度等多种因素的影响。

2.5 摄像监测技术

摄像监测技术是通过在桥梁结构上安装高清摄像头，实时获取桥梁的变形、振动等信息，通过图像处理技术和算法分析桥梁的运行状况、变形大小、变形速率等数据，可以及时发现桥梁的安全隐患，为桥梁安全运行提供有效的数据支持。该技术的原理是基于计算机视觉和数字图像处理技术，将实时采集的图像数据进行数字信号处理和图像分析，得出桥梁的状态信息，如变形量、变形速率等，最终形成图像或视频输出[5]。摄像监测技术在公路桥梁检测和质量控制中的应用主要有以下方面。

2.5.1 桥梁的实时监测与预警

通过摄像监测技术对桥梁进行实时监测，对桥梁的变形、振动等情况进行及时预警，可以及时发现桥梁的安全隐患，避免桥梁损坏和事故的发生。实时监测的同时可以记录并分析桥梁的运行状况，为桥梁的设计和施工提供重要的参考数据。

2.5.2 桥梁质量控制

摄像监测技术可以在桥梁的设计、施工和维护过程中进行质量控制。在桥梁设计过程中，通过摄像监测技术和图像处理技术进行模拟设计数据分析，分析桥梁的变形量和变形速率等数据，找出可能存在的安全隐患，指导设计人员进行优化设计。在桥梁施工过程中，可以通过摄像监测技术进行实时监测，对施工质量进行控制，确保桥梁的质量和稳定性。例如，我国首座采用摄像监测技术的大跨径斜拉桥——杭州湾大桥。该桥采用了300 多个摄像头，实时监测桥梁的变形、振动等情况，成功预警了多起事故隐患，确保了桥梁的安全运营。另外，北京市也应用了摄像监测技术对国家级重点桥梁进行测量和监测，如北京西站飞虹桥、五棵松立交桥等。

3 公路桥梁检测质量控制的基本原则

3.1 安全性原则

公路桥梁的安全性是检测工作的首要原则，也是整个检测工作的基础。安全性原则要求检测工作必须遵循安全第一的理念，确保检测人员的安全以及检测过程中对交通的影响最小化。进行检测工作前，必须进行全面的安全评估，评估各项风险因素，制订详细的安全措施及应急预案，确保检测过程中的人员、设备和材料的安全。

3.2 准确性原则

公路桥梁检测质量控制的另一个重要原则就是准确性原则。准确性原则要求检测工作必须具有高度的准确性和可信度。对于公路桥梁的结构、材料、荷载、环境等因素，必须采用科学的方法和精确的测试手段进行检测和分析。同时，检测人员应具备较高的技术水平和丰富的专业知识，确保检测结果具有高度的准确性。

3.3 可操作性原则

公路桥梁检测质量控制的另一个重要原则是可操作性原则。可操作性原则要求检测工作必须具有较高的实用性，操作简便、方便，并且可以得出一定的实用价值。检测工作需要根据实际情况进行深入研究和探讨，制订切实可行的检测方案和方法，为公路桥梁的维修、改造、加固等提供可靠的依据。

4 做好常态化质量检测的建议

对公路桥梁进行常态化质量检测即可实时掌控桥梁运行情况，从而确保桥梁安全运营。由于常态化质量检测重点在于“常态化”，所以，以保证质量检测为基础，同时能够简化检测流程，建议从以下两方面入手。

4.1 确定公路桥梁工程质量检测计划

在公路桥梁质量检测过程中，检测人员应根据桥梁使用年限、交通状况、水文地质条件等因素，综合考虑各种可能出现的病害并确定最佳的检测周期。现阶段，常规的公路桥梁检测频次为1 次/3a，但是对于长期受到暴雨洪水侵害的桥梁，应当缩短检测周期，将检测周期调整为1 次/a[6]。除了对新建桥梁进行全面检测外，在投放使用后的1 年内，还应当对其进行检查和评估。

4.2 强化常态化质量检测控制

常态化质量检测之前，检测人员应当对公路桥梁使用情况做好校核工作，首先与当地质监局、建设单位取得联系，了解工程建造实况，必要时取得施工图纸等相关资料。随后在正式检测时，检测人员需要拟定检测工作大纲，确定检测项目、负责人、检测人员，并开展“责任到人”制度，确保检测过程出现问题能够及时追溯责任源头。最后，检测仪器进场前应当对检测设备进行调试，以上述黄石大桥质量检测为例，需要对光电梁挠度仪、传感器、遥测系统进行检查，必要时可开展试检，确保检查过程无误。

5 结语

随着我国加大公路桥梁工程的建设力度，我国公路桥梁建设数量激增，如何确保此类工程运行质量已成为当下建筑工程领域研究的重点。随着科学技术的发展与更新，众多质量检测技术被用于公路桥梁质量检测领域，如超声波检测技术、光线传感检测技术、频谱分析检测技术等，而如何合理运用此类技术已是当下公路桥梁工程检测人员研究的重点。本文从此类技术的概念及工作原理出发，对桥梁质量检测技术进行应用分析，从常态化质量检测的角度提出公路桥梁质量控制措施。此次研究望通过技术应用、数据分析、策略提出为广大公路桥梁工程质量检测人员提供工作思路，保障公路桥梁工程质量。