毕旺亮 夏钶
山东科技大学
摘要：为确保公路桥梁建设质量与桥梁安全运营，公路桥梁的检测技术显的尤为重要。从公路桥梁试验检测的科学意义、检测的原因、技术与应用方面，探讨公路桥梁的检测技术与应用。简述了桥梁结构检测的主要内容与评定方法,结合目前桥梁检测技术发展的现状,对桥梁检测技术进行了综合评价,并介绍了桥梁检测技术的发展前景。公路桥梁建设质量是影响其使用寿命的关键因素，按照设计标准和施工资料以及规范作对公路桥梁的施工质量进行检测是保证质量的关键环节，因此加强公路桥梁检测技术的研究有一定的必要性。
关键词：公路桥梁；检测；技术；应用；损伤；评价
1 引言
随着我国公路、市政桥梁事业的发展,新建高速公路及市政桥梁越来越多,同时既有的许多桥梁亦逐渐进入了养护维修阶段,有关专家认为桥梁使用超过25年以上则进入老化期,据统计,我国桥梁总数的40%已经属于此范畴,均属“老龄”桥梁。而且随着时间的推移,其数量还在不断增长,桥梁管理者对桥梁的养护已日益重视。由于使用维护不当,未进行及时有效的检测养护甚至频繁承载超载加上交通事故、环境因素等的侵袭,造成桥梁损伤、局部破坏甚至整体破坏的工程事例屡见不鲜:1940年11月7日美国华盛顿州普吉特海峡的塔科马大桥坠毁；1999年1月4日重庆市綦江县城跨越綦河的彩虹桥突然垮塌。桥梁倒塌事故的发生,使人们对现代桥梁的质量和寿命逐渐关心起来。与此同时,为了满足日益增大的桥梁规模以及美观的要求,新材料、新工艺、新结构形式的采用也越来越多。
为了保证桥梁结构的安全使用,桥梁结构的检测工作也日益凸现出它的必要性和重要性。在公路桥梁施工过程中，却会经常出现以下比较普遍的问题：在施工时由于勘测不到位，对施工中的基础深度、基底地质等情况无法掌握，若遇到洪水冲刷，就会出现桥墩基础冲空外露，产生不规则的沉降，拱圈、桥台会因为附加应力裂开，加之随着重型车辆的增加以及较为突出的超载现象的影响，桥梁的安全受到了更加严重的挑战。因此加强公路桥梁检测技术的研究有一定的必要性。
2 公路桥梁检测的原因
公路桥梁的检测涉及到的问题，具体原因包括以下几个方面：a）公路桥梁缺乏充分的设计和施工资料作为质量检测依据；b）公路桥梁的施工质量会出现不符合规范要求，同时与公路桥梁的设计要求也有差距；c）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；d）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。
3 公路桥梁工程中试验检测技术存在的问题
3.1 工作流程不规范
目前，我国公路桥梁工程中的试验检测技术在其工作流程中仍有许多不规范的地方，因此，对于试验检测结果缺乏可靠性与真实性，造成这种现象的原因有很多，其中包括一些工作人员认为试验检测技术不够合理，在人为因素的影响下出现偏差，还有在选择试验检测技术时未依据工程实际情况进行适宜的技术选择，这些都很容易造成试验检测工作的流程不够规范。
3.2 技术水平较落后
在大部分公路桥梁工程的施工过程中应用的都是传统的试验检测技术，它往往没有专业的机制作为支持，而随着科技的进步，传统的试验检测技术显然不能适应当下的施工需求，这就造成相关检测失去原本的价值。而新型试验检测技术的推广还没有实现全面普及，很多企业对于新技术的引进不够注重，造成新型试验检测技术的投入资金较少，最终造成试验结果不能成为工程质量的参考依据。
3.3 测试环境不科学
测试环境包括自然环境与场地环境，当自然环境不符合检测标准时，得出的试验结果往往不够精准，对工程质量带来潜在的危险。而场地环境对于试验检测技术的应用也存在重要影响，一般情况下，样本采集是在室外进行，而其它操作部分需要在较为干净且无污染的试验室内进行，这样可以确保试验结果足够精准。
4 公路桥梁检测的主要措施
4.1 静载试验
4.1.1 桥梁的静载试验首先要针对桥梁的竖向挠度、侧向挠度以及扭转变形三个方面进行重点检测。而且在对桥梁结构中应该保证相应跨度内检测时至少要对三个检测点进行相应检测， 并且要按照规范要求求出最大挠度值、变形值以及支座的相对下沉值。另外，试验时采用的计算理论通过长期的观测进行有效的验证关键是针对桥梁控制截面的内力检测，并且还要对挠度纵向和横向影响线进行计算和实际检测。
4.1.2 要对控制截面的应力分析时得出的数据进行记录，同时总结出最大值和桥梁发生的偏载特性。而且沿着截面的高度的方向至少要设置5个检测点，其中包括上边缘、下边缘和截面特殊位置检测。在有些特殊情况下还应该进行支点、横隔板的剪应力和主应力进行检测。
4.1.3 要对支座的伸缩量和转角改变程度、支座的沉降量以及墩顶相对位移进行检测。
4.2 动载试验
桥梁动载试验，指通过对桥梁本身施加一定的附加振动力，使得桥梁产生共振，并对桥梁回馈的振动信号进行检测和记录，进而得出相应的检测桥梁的结构频率，了解桥梁的基本结构情况和工作水平和状态。动载试验是最基础的动力检测方法，它以应用振动理论和试验为基础，对桥梁运营时的震动问题进行检测的主要方法。主要包括桥梁动力特性检测、动载响应的试验等。
4.3 严格把关质量与安全
4.3.1 在制定检测方案的阶段，对需要荷载试验的桥梁要按照施工和设计图纸结合桥梁现场实际状况进行严谨的结构建模并进行相关的结构计算；应由多人对多部位进行验算，选择下部墩台较好的跨进行荷载试验，减少自然环境对检测的影响，对动静载试验的检验；应提前做好预案，如需涉水或者水下作业也要做好充分的准备和计划，在制定检测方案时要将安全始终放在第一位，建立检测的安全操作规章制度，通过依靠制度来建立健全检测过程中的工作要素以避免相关事故的发生，使检测工作实现安全化、标准化。
4.3.2 在检测工作实施阶段，要特别注意人和设备的安全保障。
4.3.3 外业检测工作完成后，要根据记录下的现场情况与之前建立的模型进行微调，做到所建的模型尽可能和实际加载情况保持一致，以达到检测结果真实性和安全性。对使用完的仪器设备要认真地清洁保养并按照要求放置于干燥通风的库房以便于今后使用。
5 公路桥梁检测技术及应用
5.1 公路桥梁结构整体性能、功能鉴定
按照受力状态可分为静载试验和动载试验；按照试验持续的时间长短分为瞬时试验及长期试验。在静载作用下，一般要测定作用力的大小（包括静荷载、支座反力、推力等的大小）、 构件的内力（包括弯矩、轴向力、剪力、扭矩等）、断面上各种应力的分布状态及其大小、各种变形（包括挠度、相对位移、转角等）以及局部损坏现象（如裂纹），按主要承重结构的形式分有实腹梁桥和桁架梁桥两大类。
5.2 公路桥梁健康检测
桥梁检测往往仅是为了确定桥梁的损伤状况，最多是在一定程度上对桥梁的继续工作能力提出评价。这对已用的桥梁设计理论提供长期的、及时的由足尺寸真实构件在真实环境下结构响应为基础的设计验证，继而为研究发展桥梁理论提供低成本高效率的“试验”支持。以桥梁健康检测作为设计的验证具有前所未有的优越性，道路交通量以大大高于预测流量的速度猛增也加剧了桥梁结构的自然老化。目前在国内的桥梁健康状况检测领域比较成熟的检测技术主要有以下几种：红外热像仪检测技术、光纤传感器检测技术电磁波探测技术、声探测技术等。
5.3 公路桥梁机械检测技术
机械测试仪器一般有杠杆、齿轮、轴、弹簧、指针和度盘等部件构成，其传感机构的功能是直接感受被测量的构件变化，并把这种变化传到转换机构在接触式机械量测仪器中。转换机构的功能是把传感机构传来的被量测构件的变化转化为长度的变化，并且把它放大或缩小，或者改变方向，如百分表中的大小齿轮指示机构的功能，是将经过转换机构转化为长度并加以放大、缩小或改变方向之后的变化用一定形式表现出来。
5.4 公路桥梁射线检测技术
首先，对桥梁的检测就是当桥梁中有缝隙或损伤的时候，发出的红外线与周围的不一致，所以可以依靠红外线成像的原理来检测桥梁的损伤。简单的说红外热像检测技术就是依据物体的红外辐射、表面温度、材料特性三者间的内在关系，借助红外热像仪把来自目标的红外辐射转变为可见的热图像，红外热像仪检测技术，从而得以显现。其次，电磁波探器是利用超高频短脉冲（106~109Hz）电磁波探测地下介质分布的一种地球物理勘探方法。
6 结语
我国桥梁检测技术和水平还存在着一定的缺陷，不够完善。随着科技的不断进步和发展以及新型检测设备的不断出现，桥梁检测技术也会越来越成熟。因此，对桥梁结构的检测要对于相关的检测理论进行不断的改进和创新，并且要对桥梁检测方法不断完善，使得桥梁检测模型试验结果能够与桥实际相符。
参考文献:
[1] 潘松林,张红阳.公路桥梁检测概述[ J].城市道桥与防洪,2003,(5): 5- 8.
[2] 张成全,王建伟,汪克来.城市桥梁检测管理系统的应用研究[J].交通界,2005,(7): 74- 75.
[3] 金 波.桥梁检测及其光学检测方法研究[ D].天津:天津大学,2004.
[4] 李荣均.桥梁结构检测及其承载力评定[ D].北京:北方工业大学,2004.
[5] 齐 岩,卢德唐,晏忠良,等.神经网络在桥梁检测中的应用[J].计算机工程与应用, 2003, 39(28): 227-229.