我國公路橋梁檢測概述？
隨著我國公路橋梁的發展，越來越多的公路和橋梁被修建，許多既有橋梁也逐漸進入維修階段。相關專家認為，橋梁使用超過25年後將進入老化期。據統計，我國橋梁總數的40%已經屬於這壹類，全部是“老化”橋梁。而且隨著時間的推移，其數量還在不斷增長，橋梁管理者也越來越重視橋梁的維護。為了滿足公路運輸荷載不斷發展的要求，充分利用現有公路橋梁，使其繼續安全地為公路運輸服務，根據交通部頒布的《公路養護技術規範》的要求，有必要對橋梁進行鑒定。
同時，新材料、新工藝、新結構形式越來越多的被采用。為了積累這方面的工程經驗，我們有必要做壹些檢查工作，當然，那些由於趕工期、使用劣質材料和施工方法不當等原因而出現病害的橋梁需要進行鑒定，以確保其安全運營。
橋梁結構鑒定主要包括既有橋梁的計算、外觀檢查和荷載試驗。通過計算和外觀檢查，可以基本確定橋梁結構的使用狀況。然而，理論推斷與實際結構特征往往存在壹些差異，尤其是承載力的鑒定仍然離不開荷載試驗。
2.需要測試的橋梁
需要檢查的橋梁有各種原因，大部分是舊橋，因為舊橋的信息比較匱乏，管理起來相對困難；在特殊情況下，壹些新建橋梁也需要進行檢查工作，這主要包括以下因素:
(1)缺乏設計和施工數據的橋梁。
(2)施工質量差，不符合設計要求的橋梁。
(3)橋梁建成運營壹段時間後，發現嚴重病害，影響其承載能力。
(4)橋梁施工質量較好，運營也較好，但希望提高其容許承載力。
(5)需要通過超過設計標準的特殊荷載車輛的橋梁。
還有壹些橋梁因為壹些特殊的原因需要進行檢測，比如為了獲取壹定的科研數據等等。現在有些超大型橋梁不僅需要短期檢測，還需要長期健康監測，這裏就不描述了。
3.橋梁調查與計算
檢測是根據實際情況對橋梁進行評估，所以前期的主要工作是從現有的狀態和特點入手，對要檢測的實體有壹個大致的把握，明確後期工作的方向，也就是調查和計算。
3.1數據收集
這裏所說的數據收集範圍比通常意義上的更廣，不僅包括設計數據，還包括施工數據以及相關的維護、維修和加固數據。
資料收集涉及的細節很多，如設計資料中的計算書、設計圖紙、修改圖紙、地質資料等。施工資料包括竣工圖紙、竣工說明、材料試驗資料和施工記錄、竣工驗收資料等。在每個階段；其他維護和維修資料包括歷史模型、負載、交通狀況、維護資料等。
還有壹些與自然環境或自然災害(洪水、地震、凍土、泥石流等)相關的信息。)如有必要，還應收集相關部門的信息。
3.2外觀檢查和疾病分析
外觀檢查是橋梁檢測中壹項非常重要的工作。通常如果有疾病，就會有壹些表象。通過外觀檢查，可以分析判斷這些病害產生的原因，提出整改措施，有助於明確下壹步工作的重點。
外觀檢查要求抓住重點，力求全面。
3.2.1根據受力特點確定調查重點。
通常，調查的要點可以根據橋梁類型來確定。例如，梁式橋的檢查要點是:跨中區域的裂縫和撓度；端部剪切接頭；主梁連接部件的狀態；部件的外觀質量等等。如拱的檢查點有:拱圈拱頂下緣與拱腳上緣之間的裂縫；拱軸坐標；橋墩的位移等等。索結構也有索和錨的質量等等。
3.2.2逐個檢查零件。
橋梁壹般可分為上部結構、下部結構和附屬結構。上部結構主要指梁橋中的主梁，還包括主拱肋、拱波、斜拉索、風撐等。在拱中，根據結構形式不同而不同；下部結構包括橋墩、橋臺、基礎、承臺和樁。附屬結構包括橋面鋪裝、人行道、路緣石、欄桿、伸縮縫等。
每個部位都有自己的受力特點，疾病也有壹些* * *特點。如果不是常規疾病，就要仔細研究，找出病因。常規病害在查明原因的同時，應根據其損壞程度進行評估，然後需要加固或更換部件以維持正常運行。
3.3材料特性調查
材料是組件最基本的要素，也是保證組件能否正常工作的基礎。
隨著橋梁類型的多樣化和新技術的不斷發展，越來越多的材料將被應用到橋梁結構中，但目前，鋼筋和混凝土是最基本和應用最廣泛的。壹般鋼材的強度是以設計和施工的相關數據為依據的，不需要檢驗。當對鋼材質量有懷疑或數據不清楚時，應采取必要措施截取試樣進行材料試驗。混凝土的強度會隨著時間的推移而變化，較大的橋梁通常會同時有試塊來確定強度。對於沒有試塊的橋梁，可以用回彈儀和超聲波探傷儀來估算混凝土強度，必要時可以在結構上鉆取試件進行材料試驗。
3.4承載力的計算
了解了橋梁的整體特性後，還要做壹些驗算工作，驗算的原則還是相關的技術規範。需要註意的是，相關參數要以實際橋梁為基礎，可以降低，必要時可以考慮壹些有利因素。不能滿足要求的橋梁可通過驗算進行重建，有用的橋梁需進壹步鑒定。
4.靜態試驗
4.1試驗前準備
進行負載測試是非常復雜的，所以在測試之前要做好充分的準備，這直接關系到我們測試的成敗，關系到我們的測試能否獲得理想的數據，否則接下來的工作只能是徒勞無功。
4.1.1選擇測試孔(或墩)
測試孔的選擇主要考慮以下條件:
(1)此孔(或墩)的計算應力最不利；
(2)洞(或墩)工程質量差，缺陷多或病害嚴重；
(3)孔(或墩)便於試驗時搭腳手架、設置測點或加載。
試驗孔的選擇非常重要，關系到我們的試驗能否準確反映這部分結構和整個橋梁結構的性能，需要豐富的現場試驗經驗。
4.1.2加載方案的確定
準備好測試孔後，我們必須仔細計劃加載方案，以便在有限的測試孔上獲得有代表性的測試值。在確定橋梁承載能力的前提下，加載項目的安排要突出重點，不宜過多。靜載試驗壹般有壹個或兩個主要內力控制截面，此外，可根據橋梁的具體情況設置幾個附加內力控制截面。該方案還應根據檢驗情況和裝載設備的現狀確定合適的效率系數。
有時候我們選擇的測試孔不止壹個，這就需要我們有壹個清晰的頭腦。如何利用有限的設備滿足試驗各控制段的試驗要求，如何組織人員高效有序地開展試驗，都是方案中需要充分考慮的因素。
4.1.3其他現場協調準備工作
負載測試是壹個理論與實踐相結合的過程，還涉及到很多其他事件。比如設置測點通常需要腳手架，實驗需要提前準備裝載車輛，現場需要相關部門協調交通管制，儀器需要必要的照明和穩定電源，以及現場工作人員的安全保障和聯絡設備等等。
現場試驗的內容繁多而復雜，準備工作要盡可能考慮全面，以保證我們的試驗能按計劃有序進行。
4.2試驗中獲得的主要數據和試驗方法
4.2.1根據測試目的確定要獲取的數據。
橋梁作為壹個整體結構，涉及到很多細節，我們不可能面面俱到。要根據前期的外觀檢查鑒定工作，明確需要測量的部位和需要獲取的參數，減少不必要的勞動。
明確目的有助於我們把握工作中的重點，也決定了我們需要獲取哪些測試數據，也保證了關鍵測試部分數據的可靠性。
4.2.2正常情況下需要監控的數據
通常，舊橋需要主要通過上部結構的力學特性進行評估。監測控制截面在試驗荷載各種工況下的應力應變是主要內容，正常使用中的壹些參數，如撓度、裂縫寬度等也是舊橋的主要測試內容。
應力應變測點在上述方案階段布置在主要內力控制截面和附加控制截面，同時應根據上部結構的截面形式在每個控制截面上選取壹些有代表性的測點，以反映整個控制截面的受力狀態。對於壹些特殊結構，如索結構，壹般需要進行索力測試。
此外，還需要根據實際外觀檢查對個別部位的壹些病害進行監測，如支座的沈降、隔板的錯位、剪切縫的發展等。，因為壹些非主受力結構或附屬結構的破壞也會對主結構的試驗結果產生很大影響，也可能是主結構受力不利的主要原因。
4.2.3測試儀器和方法
實驗中常用的儀器有應變儀、彎沈儀、水準儀、全站儀、百分表等。有時候由於現場條件的限制，我們無法直接用儀器來測試我們想要的參數，這就需要我們的測試人員有壹定的經驗，采用壹定的措施，用現有的儀器來測量我們想要的數據。
當然，隨著科技的不斷發展，實驗中可以使用的儀器也越來越先進，操作也越來越方便。凡是能準確測試出我們想要的參數，都可以大膽使用。
4.3負載測試的實施和現場組織安排
實地測試是最後也是最關鍵的工作。它是對我們準備工作的壹個考驗，能否得到準確的數據與實地測試的成功密切相關。
4.3.1合理分工
橋梁測試在空間和時間上涉及到壹定的範圍，測試過程中每個人的任務也很繁重，這就要求我們在測試前要精心計劃和安排，明確每個階段每個測試人員的任務，做到有條不紊，確保測試按計劃正常進行。
4.3.2試驗流程的控制和指揮
現場測試要有經驗豐富的指揮人員，其他配合人員要絕對配合指揮人員的工作。要求指揮員對整個測試過程非常清楚，而且要清楚那個階段要做什麽，要讀懂那些數據，還要根據反饋的數據及時做出壹些初步的判斷，不斷調整外場測試流程。
加載應嚴格按照方案中確定的分級加載方式進行。當未達到控制載荷條件，但發現數據超出正常允許範圍時，指揮員應停止測試過程，以確保測試人員的安全。
4.3.3現場準備和臨時應對措施
由於公路舊橋存在許多未知因素，現場測試中很難預測可能出現的問題。比如發現裝載的車輛與方案要求的不壹樣，可以調整停車位，使其滿足效率系數的要求。測試過程中，測試人員如發現異常情況，應及時通知指揮員和其他測試人員，做出判斷後再進行後續工作。
5.動態測試
橋梁檢測的動載試驗是動態測試與評估方法的基本試驗項目。為了滿足工程應用的需要，將理論分析與實驗測試相結合是解決橋梁振動問題的必要手段，是橋梁檢測中的重要環節，為橋梁服役狀態和承載能力的評估提供重要的數據參數。橋梁檢測中動荷載試驗的內容主要是結構動力特性和動荷載響應的測試與分析，測量的主要部分是對結構動力效應最大的構件的動應力和動變形控制截面。壹般來說，測試項目主要包括:
(1)橋梁動力特性模態參數測試(頻率、振型、阻尼比)；
(2)橋梁動力響應測試(動撓度、動應力、加速度、沖擊系數)。
5.1測試儀器
動載試驗的測試儀器主要包括測試傳感器、信號放大器、光示波器、錄音機和數字信號處理器。根據儀器的性能和所用傳感器的特性，可以選擇不同的測試系統。
5.2橋梁動荷載試驗的激勵方法
橋梁動載試驗的激勵方法應根據橋梁的結構類型和剛度，選擇效果好、易於實施的方法。常用的方法有三種:自然振動法，* * *振動法和脈動法。
5.3動荷載試驗數據分析與評價
橋梁結構的動力特性與結構本身的固有特性有關，如結構形式剛度、質量分布、材料特性等，而與其他條件如荷載無關。橋梁的模態參數是整個結構振動系統的基本特征，是結構動力分析的必要參數。其結果不僅可用於分析結構在動荷載作用下的應力，還可為評估橋梁的承載能力提供重要指標。
固有頻率的測定
對於簡單的結構，只需要結構的壹階頻率，對於復雜的結構動力分析，還需要考慮二階、三階和更高階的頻率。橋梁的自振頻率可由測試系統記錄的功率譜圖上的峰值、時程曲線或其自相關圖直接確定。承重結構的動剛度也可以從基頻計算出來。
阻尼
橋梁結構的阻尼特性壹般用對數衰減率δ或阻尼比d來表示，可以從時域信號中的振動衰減曲線得到。此外，阻尼也可以由功率譜圖用半功率帶寬法計算，這可以用通用測試系統軟件來完成。
模式形狀
壹般橋梁結構的基頻是動力分析中的壹個重要參數。根據不同的結構形式，通過理論分析確定傳感器測點的布置。
通常有兩種方法來測量振動模式。壹種是使用多個傳感器來測量振動模式。另壹種是使用傳感器來改變位置測量。這種情況下需要壹個參照點，測試比較繁瑣。如果在條件有限的情況下使用，壹般應采用第壹種方法。
沖擊系數
橋梁規範中定義的撞擊系數μ是撞擊力與車輛荷載的比值。對於處於線彈性狀態的結構，動荷載引起的荷載效應與靜荷載引起的荷載效應之比為1+μ。因此，通常通過測量結構的動應變或動撓度來測量沖擊系數。
試驗前，在梁的中部(或最大位移和應變處)布置電阻應變計的位移計或應變計，並通過動態應變計與計算機連接。試驗過程中，加載車輛以壹定的速度經過測點，記錄其輸出應變隨時間變化的實時信號。壹般來說，應測試並記錄各種車速下的輸出應變結果，以便進行分析和比較。
壹般來說，當橋梁跨度L = 30 ~ 70m時，車輛與橋梁的自振頻率接近，容易產生* * *振動，單車作用下的沖擊系數特別大；沖擊系數隨著阻尼比的減小而增大。阻尼比越小，沖擊系數受橋梁影響越明顯。預應力混凝土梁橋的沖擊系數大於同跨徑的鋼筋混凝土梁橋，在試驗中應註意這壹點，以便更好地分析沖擊系數的試驗結果。
實際上，實測的車輛沖擊系數不僅與結構本身有關，還與測試車輛的性質、路面的平整度、車速等因素有關。車輛載荷本身是壹個有質量的振動系統。當它在橋梁上運行時，會與橋梁產生車橋耦合振動。由於車輛動力學特性的復雜性、橋梁阻尼的離散性和橋面不平整的隨機性，同壹座橋梁不同試驗測得的沖擊系數不盡相同。
6.結論
橋梁檢測是壹項復雜而細致的工作，不僅需要豐富的實踐現場經驗，更需要紮實的理論基礎作為指導。只有理論和實踐充分結合，再加上指揮者和實驗者的默契配合，才能做好測試，獲得滿意的數據，也只有這樣才能做出準確的評價。
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