钢筋混凝土桥梁的安全检测和技术状况研究

(重庆交通大学 建筑与土木工程 重庆 400074)

一、概述

(一)桥梁安全检测的必要性

桥梁结构经过时间的推移，桥梁的稳定性将会不断被削弱。所以要不断加强对桥梁稳定行和强度的检测，并利用现在智能技术智能的检测桥梁的稳定性。对于稳定性的评估，要准确的评估桥梁结构相互联结的稳定性，保证车辆在投入使用桥梁上的舒适性和稳定性，具有极大的社会意义。

(二)桥梁安全检测的内容

桥梁结构的检测内容包括三大类，即结构材料检测、地基基础检测和上部结构检测[1]。

检测主要包括桥梁的结构构件材料的强度、缺陷和锈蚀等。

第二类主要是检测桥梁的地基基础，包括桥梁桩基础的检测，以及桥梁地基的承载力，支座承载能力试验，管柱检测。

第三类主要是检测桥梁的上部结构，包括：桥梁路面和结构的伸缩装置的损坏度检测；以及桥梁各种结构之间的稳定性；桥梁铺装等其他相关设施的检测。

二、桥梁钢筋混凝土材料的检测方法

(一)回弹法

回弹方法使用带弹簧驱动的锤子工具，通过顶杆(棒)撞击混凝土表面，并测量重量回到回弹值(回弹和初始弹簧长度)的距离。回弹值作为评估混凝土强度的指标。它是一种表面硬度法，是一种基于硬度和混凝土表面强度相关性的检测方法。在投入使用的桥梁钢筋混凝土的抗压强度通过特定的函数公式能推算出其抗压强度。根据它们之间的关系，可以计算混凝土的强度。回弹方法能有效反映混凝土表面的厚度为约3厘米的强度，并且其有效测量的厚度为1.5厘米，回弹仪器简单且方便携带，所以它被广泛使用，主要用于检测混凝土强度，桥梁工程以及混凝土均匀性的评估。

(二)超声波法

随着超声波检测仪器的不断发展以及现场的研究得出，超声波在钢筋混凝土内的传播速度随着混凝的土抗压强度的不同随之变化。所以越来越多的研究指出可以利用超声波检测混凝土的缺陷。经过试验得出，混凝土的弹性性能与声速也有一定的关系。而且，钢筋混凝土的强度大小可以由它的表面弹性强度换算得来。在函数中，虽然不能成比例的关系，但是在特定情况下，可以采用比例关系。混凝土的抗压强度越高，超声波在混凝土中的传播速度越快。

(三)超声-回弹综合法

超声回弹综合法是利用超声波在混凝土的传播速度、钢筋混凝土的弹性性能和表面强度测量一定区域混凝土的损伤程度和强度。通过混凝土的强度和表面硬度的关系，在加上用超声波测试仪在混凝土中的声速代表值，利用两者的关系换算出混凝土的强度值。超声波检测难以对混凝土的内部压实作出准确的反应，而且对人员、设备的要求较高和人员之间测量结果的差异也很大；采用回弹法时，要求比较低，但不能反映混凝土的内部密度，所以两者的结合可以避免相互影响，提高精确度，同时具有很多优点。

(1)减少在混凝土的强化期和混凝土含水率的影响。

(2)两者优缺点互补。

(3)提高准确率。

三、桥梁结构的安全检测

桥梁投入使用后，会受到不同程度的冲击力和荷载作用。随着时间的推移，桥梁结构的稳定性会不断削弱，桥梁的不同部位会发生各种不同程度的病害。基于上述研究和理论，也会对桥梁的动力响应产生不同程度的影响。在持续的研究中，分析和总结了很多种方法，特别是采用实验模态分析桥梁结构的方法，并提出了一种用于检测动态响应的动态系数法。

当汽车在桥上移动时，桥梁结构会产生振动。 当桥梁的结构受到损伤时，其动态响应的系数与正常状态下相比会变化。鉴于以上原理，可以在桥梁结构的关键部分，如桥墩的下部，安装一些振动探测器可用于测量桥梁的动态响应。 在分析信号并记录其值之后，估计并判断其动态响应值是否超过允许值。从动态响应值的变化大小来对桥梁结构的稳定和健康度进行评估。

多种冲击力和作用引起动力系数变化的原因：

(1) 活荷载(如车辆)以一定的速度通过；

(2) 桥梁不光滑(粗糙)和车轮之间的摩擦；

(3) 各种行驶车辆的荷载产生的动力效应。

当有车辆在桥梁上行驶时，车辆会对桥梁产生一种冲击力。由于桥梁在投入使用后，桥梁结构的稳定性和混凝土强度会发生改变。此时，车辆通过引起的动力系数会改变。

当桥梁结构受到损坏时，在荷载对桥梁的作用下，传感器接收到的信息必然不同，其产生的动力效应必然也不同，动力系数随之变化，理论上会增大。可以使用电阻应变片或红外线挠度仪来测量桥的动态和静态电压以及动态和静态偏转信号。然后通过信号采集系统采集信号，采用专用软件检测并记录车辆运动及其计算所引起的动力系数的大小。然后对动力系数的值进行分析，确定其值是否在安全范围内，最后根据以上分析，对桥梁的安全和稳定性做出评判。

四、结语

桥梁的健康检测和技术评定不能在一种方法下进行，应该全面考虑桥梁在不同地区、不同结构的病害。实事求是，针对各种病害具体问题具体分析，不可一昧的使用高科技工具。为了测试桥梁性能和技术评估，如何使用更智能的技术检测技术来进行更精确和更准确的检测；怎样精简评定流程，同时，也要对简化之后的评定分析结构的准确性，以及简化后的分析结果能否反映桥梁的的真实情况，尚待研究。