我国公路桥梁检测概述？

随着我国公路桥梁的发展，越来越多的公路和桥梁被修建，许多既有桥梁也逐渐进入维修阶段。相关专家认为，桥梁使用超过25年后将进入老化期。据统计，我国桥梁总数的40%已经属于这一类，全部是“老化”桥梁。而且随着时间的推移，其数量还在不断增长，桥梁管理者也越来越重视桥梁的维护。为了满足公路运输荷载不断发展的要求，充分利用现有公路桥梁，使其继续安全地为公路运输服务，根据交通部颁布的《公路养护技术规范》的要求，有必要对桥梁进行鉴定。

同时，新材料、新工艺、新结构形式越来越多的被采用。为了积累这方面的工程经验，我们有必要做一些检查工作，当然，那些由于赶工期、使用劣质材料和施工方法不当等原因而出现病害的桥梁需要进行鉴定，以确保其安全运营。

桥梁结构鉴定主要包括既有桥梁的计算、外观检查和荷载试验。通过计算和外观检查，可以基本确定桥梁结构的使用状况。然而，理论推断与实际结构特征往往存在一些差异，尤其是承载力的鉴定仍然离不开荷载试验。

2.需要测试的桥梁

需要检查的桥梁有各种原因，大部分是旧桥，因为旧桥的信息比较匮乏，管理起来相对困难；在特殊情况下，一些新建桥梁也需要进行检查工作，这主要包括以下因素:

(1)缺乏设计和施工数据的桥梁。

(2)施工质量差，不符合设计要求的桥梁。

(3)桥梁建成运营一段时间后，发现严重病害，影响其承载能力。

(4)桥梁施工质量较好，运营也较好，但希望提高其容许承载力。

(5)需要通过超过设计标准的特殊荷载车辆的桥梁。

还有一些桥梁因为一些特殊的原因需要进行检测，比如为了获取一定的科研数据等等。现在有些超大型桥梁不仅需要短期检测，还需要长期健康监测，这里就不描述了。

3.桥梁调查与计算

检测是根据实际情况对桥梁进行评估，所以前期的主要工作是从现有的状态和特点入手，对要检测的实体有一个大致的把握，明确后期工作的方向，也就是调查和计算。

3.1数据收集

这里所说的数据收集范围比通常意义上的更广，不仅包括设计数据，还包括施工数据以及相关的维护、维修和加固数据。

资料收集涉及的细节很多，如设计资料中的计算书、设计图纸、修改图纸、地质资料等。施工资料包括竣工图纸、竣工说明、材料试验资料和施工记录、竣工验收资料等。在每个阶段；其他维护和维修资料包括历史模型、负载、交通状况、维护资料等。

还有一些与自然环境或自然灾害(洪水、地震、冻土、泥石流等)相关的信息。)如有必要，还应收集相关部门的信息。

3.2外观检查和疾病分析

外观检查是桥梁检测中一项非常重要的工作。通常如果有疾病，就会有一些表象。通过外观检查，可以分析判断这些病害产生的原因，提出整改措施，有助于明确下一步工作的重点。

外观检查要求抓住重点，力求全面。

3.2.1根据受力特点确定调查重点。

通常，调查的要点可以根据桥梁类型来确定。例如，梁式桥的检查要点是:跨中区域的裂缝和挠度；端部剪切接头；主梁连接部件的状态；部件的外观质量等等。如拱的检查点有:拱圈拱顶下缘与拱脚上缘之间的裂缝；拱轴坐标；桥墩的位移等等。索结构也有索和锚的质量等等。

3.2.2逐个检查零件。

桥梁一般可分为上部结构、下部结构和附属结构。上部结构主要指梁桥中的主梁，还包括主拱肋、拱波、斜拉索、风撑等。在拱中，根据结构形式不同而不同；下部结构包括桥墩、桥台、基础、承台和桩。附属结构包括桥面铺装、人行道、路缘石、栏杆、伸缩缝等。

每个部位都有自己的受力特点，疾病也有一些* * *特点。如果不是常规疾病，就要仔细研究，找出病因。常规病害在查明原因的同时，应根据其损坏程度进行评估，然后需要加固或更换部件以维持正常运行。

3.3材料特性调查

材料是组件最基本的要素，也是保证组件能否正常工作的基础。

随着桥梁类型的多样化和新技术的不断发展，越来越多的材料将被应用到桥梁结构中，但目前，钢筋和混凝土是最基本和应用最广泛的。一般钢材的强度是以设计和施工的相关数据为依据的，不需要检验。当对钢材质量有怀疑或数据不清楚时，应采取必要措施截取试样进行材料试验。混凝土的强度会随着时间的推移而变化，较大的桥梁通常会同时有试块来确定强度。对于没有试块的桥梁，可以用回弹仪和超声波探伤仪来估算混凝土强度，必要时可以在结构上钻取试件进行材料试验。

3.4承载力的计算

了解了桥梁的整体特性后，还要做一些验算工作，验算的原则还是相关的技术规范。需要注意的是，相关参数要以实际桥梁为基础，可以降低，必要时可以考虑一些有利因素。不能满足要求的桥梁可通过验算进行重建，有用的桥梁需进一步鉴定。

4.静态试验

4.1试验前准备

进行负载测试是非常复杂的，所以在测试之前要做好充分的准备，这直接关系到我们测试的成败，关系到我们的测试能否获得理想的数据，否则接下来的工作只能是徒劳无功。

4.1.1选择测试孔(或墩)

测试孔的选择主要考虑以下条件:

(1)此孔(或墩)的计算应力最不利；

(2)洞(或墩)工程质量差，缺陷多或病害严重；

(3)孔(或墩)便于试验时搭脚手架、设置测点或加载。

试验孔的选择非常重要，关系到我们的试验能否准确反映这部分结构和整个桥梁结构的性能，需要丰富的现场试验经验。

4.1.2加载方案的确定

准备好测试孔后，我们必须仔细计划加载方案，以便在有限的测试孔上获得有代表性的测试值。在确定桥梁承载能力的前提下，加载项目的安排要突出重点，不宜过多。静载试验一般有一个或两个主要内力控制截面，此外，可根据桥梁的具体情况设置几个附加内力控制截面。该方案还应根据检验情况和装载设备的现状确定合适的效率系数。

有时候我们选择的测试孔不止一个，这就需要我们有一个清晰的头脑。如何利用有限的设备满足试验各控制段的试验要求，如何组织人员高效有序地开展试验，都是方案中需要充分考虑的因素。

4.1.3其他现场协调准备工作

负载测试是一个理论与实践相结合的过程，还涉及到很多其他事件。比如设置测点通常需要脚手架，实验需要提前准备装载车辆，现场需要相关部门协调交通管制，仪器需要必要的照明和稳定电源，以及现场工作人员的安全保障和联络设备等等。

现场试验的内容繁多而复杂，准备工作要尽可能考虑全面，以保证我们的试验能按计划有序进行。

4.2试验中获得的主要数据和试验方法

4.2.1根据测试目的确定要获取的数据。

桥梁作为一个整体结构，涉及到很多细节，我们不可能面面俱到。要根据前期的外观检查鉴定工作，明确需要测量的部位和需要获取的参数，减少不必要的劳动。

明确目的有助于我们把握工作中的重点，也决定了我们需要获取哪些测试数据，也保证了关键测试部分数据的可靠性。

4.2.2正常情况下需要监控的数据

通常，旧桥需要主要通过上部结构的力学特性进行评估。监测控制截面在试验荷载各种工况下的应力应变是主要内容，正常使用中的一些参数，如挠度、裂缝宽度等也是旧桥的主要测试内容。

应力应变测点在上述方案阶段布置在主要内力控制截面和附加控制截面，同时应根据上部结构的截面形式在每个控制截面上选取一些有代表性的测点，以反映整个控制截面的受力状态。对于一些特殊结构，如索结构，一般需要进行索力测试。

此外，还需要根据实际外观检查对个别部位的一些病害进行监测，如支座的沉降、隔板的错位、剪切缝的发展等。，因为一些非主受力结构或附属结构的破坏也会对主结构的试验结果产生很大影响，也可能是主结构受力不利的主要原因。

4.2.3测试仪器和方法

实验中常用的仪器有应变仪、弯沉仪、水准仪、全站仪、百分表等。有时候由于现场条件的限制，我们无法直接用仪器来测试我们想要的参数，这就需要我们的测试人员有一定的经验，采用一定的措施，用现有的仪器来测量我们想要的数据。

当然，随着科技的不断发展，实验中可以使用的仪器也越来越先进，操作也越来越方便。凡是能准确测试出我们想要的参数，都可以大胆使用。

4.3负载测试的实施和现场组织安排

实地测试是最后也是最关键的工作。它是对我们准备工作的一个考验，能否得到准确的数据与实地测试的成功密切相关。

4.3.1合理分工

桥梁测试在空间和时间上涉及到一定的范围，测试过程中每个人的任务也很繁重，这就要求我们在测试前要精心计划和安排，明确每个阶段每个测试人员的任务，做到有条不紊，确保测试按计划正常进行。

4.3.2试验流程的控制和指挥

现场测试要有经验丰富的指挥人员，其他配合人员要绝对配合指挥人员的工作。要求指挥员对整个测试过程非常清楚，而且要清楚那个阶段要做什么，要读懂那些数据，还要根据反馈的数据及时做出一些初步的判断，不断调整外场测试流程。

加载应严格按照方案中确定的分级加载方式进行。当未达到控制载荷条件，但发现数据超出正常允许范围时，指挥员应停止测试过程，以确保测试人员的安全。

4.3.3现场准备和临时应对措施

由于公路旧桥存在许多未知因素，现场测试中很难预测可能出现的问题。比如发现装载的车辆与方案要求的不一样，可以调整停车位，使其满足效率系数的要求。测试过程中，测试人员如发现异常情况，应及时通知指挥员和其他测试人员，做出判断后再进行后续工作。

5.动态测试

桥梁检测的动载试验是动态测试与评估方法的基本试验项目。为了满足工程应用的需要，将理论分析与实验测试相结合是解决桥梁振动问题的必要手段，是桥梁检测中的重要环节，为桥梁服役状态和承载能力的评估提供重要的数据参数。桥梁检测中动荷载试验的内容主要是结构动力特性和动荷载响应的测试与分析，测量的主要部分是对结构动力效应最大的构件的动应力和动变形控制截面。一般来说，测试项目主要包括:

(1)桥梁动力特性模态参数测试(频率、振型、阻尼比)；

(2)桥梁动力响应测试(动挠度、动应力、加速度、冲击系数)。

5.1测试仪器

动载试验的测试仪器主要包括测试传感器、信号放大器、光示波器、录音机和数字信号处理器。根据仪器的性能和所用传感器的特性，可以选择不同的测试系统。

5.2桥梁动荷载试验的激励方法

桥梁动载试验的激励方法应根据桥梁的结构类型和刚度，选择效果好、易于实施的方法。常用的方法有三种:自然振动法，* * *振动法和脉动法。

5.3动荷载试验数据分析与评价

桥梁结构的动力特性与结构本身的固有特性有关，如结构形式刚度、质量分布、材料特性等，而与其他条件如荷载无关。桥梁的模态参数是整个结构振动系统的基本特征，是结构动力分析的必要参数。其结果不仅可用于分析结构在动荷载作用下的应力，还可为评估桥梁的承载能力提供重要指标。

固有频率的测定

对于简单的结构，只需要结构的一阶频率，对于复杂的结构动力分析，还需要考虑二阶、三阶和更高阶的频率。桥梁的自振频率可由测试系统记录的功率谱图上的峰值、时程曲线或其自相关图直接确定。承重结构的动刚度也可以从基频计算出来。

阻尼

桥梁结构的阻尼特性一般用对数衰减率δ或阻尼比d来表示，可以从时域信号中的振动衰减曲线得到。此外，阻尼也可以由功率谱图用半功率带宽法计算，这可以用通用测试系统软件来完成。

模式形状

一般桥梁结构的基频是动力分析中的一个重要参数。根据不同的结构形式，通过理论分析确定传感器测点的布置。

通常有两种方法来测量振动模式。一种是使用多个传感器来测量振动模式。另一种是使用传感器来改变位置测量。这种情况下需要一个参照点，测试比较繁琐。如果在条件有限的情况下使用，一般应采用第一种方法。

冲击系数

桥梁规范中定义的撞击系数μ是撞击力与车辆荷载的比值。对于处于线弹性状态的结构，动荷载引起的荷载效应与静荷载引起的荷载效应之比为1+μ。因此，通常通过测量结构的动应变或动挠度来测量冲击系数。

试验前，在梁的中部(或最大位移和应变处)布置电阻应变计的位移计或应变计，并通过动态应变计与计算机连接。试验过程中，加载车辆以一定的速度经过测点，记录其输出应变随时间变化的实时信号。一般来说，应测试并记录各种车速下的输出应变结果，以便进行分析和比较。

一般来说，当桥梁跨度L = 30 ~ 70m时，车辆与桥梁的自振频率接近，容易产生* * *振动，单车作用下的冲击系数特别大；冲击系数随着阻尼比的减小而增大。阻尼比越小，冲击系数受桥梁影响越明显。预应力混凝土梁桥的冲击系数大于同跨径的钢筋混凝土梁桥，在试验中应注意这一点，以便更好地分析冲击系数的试验结果。

实际上，实测的车辆冲击系数不仅与结构本身有关，还与测试车辆的性质、路面的平整度、车速等因素有关。车辆载荷本身是一个有质量的振动系统。当它在桥梁上运行时，会与桥梁产生车桥耦合振动。由于车辆动力学特性的复杂性、桥梁阻尼的离散性和桥面不平整的随机性，同一座桥梁不同试验测得的冲击系数不尽相同。

6.结论

桥梁检测是一项复杂而细致的工作，不仅需要丰富的实践现场经验，更需要扎实的理论基础作为指导。只有理论和实践充分结合，再加上指挥者和实验者的默契配合，才能做好测试，获得满意的数据，也只有这样才能做出准确的评价。

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