桥梁检测与监测技术的发展在桥梁养护中的重要性

唐昊

（湖南省株洲市市政工程维护中心，湖南 株洲 412000）

0 引言

桥梁作为我国交通道路的重要组成部分，总数已超百万，在大量建设超大跨度难度的桥梁背后，越来越多的挑战出现。现阶段桥梁建成发挥作用的过程中，保证桥梁的质量和安全才是至关重要的，在桥梁检测与监测技术有序推进过程中需要加强对桥梁实际承载状况的分析，通过实时的监测，能够了解桥梁结构的运行状况和存在的损伤情况，以便能够加强桥梁的持续运行效果。

1 桥梁检测和常见的监测技术

1.1 桥梁检测

桥梁检测工作是对桥梁结构状况性能进行检测，要结合相关桥梁的信息对桥梁承载能力进行有效判别，还需要对桥梁进行静力和动力的荷载试验。针对桥梁的受力特点，要把检测的重点放在桥梁数据集中部分，包括主梁连接位置、桥梁区域的裂缝位置，加强对桥梁安全的观测，对桥梁内部存在的缺陷问题，也要进行相应的监测工作。桥梁在使用过程中其内部结构会受到空气、水分、外力的影响，存在锈蚀、碎裂、中风的现象，如果不采取相关的检测技术，很难通过桥梁的外观发现外观方面的缺陷，所以需要在内部结构管理过程中，通过相应的监测技术找准实际检测的要点和方式，明确具体检测的部位。首先，对桥梁上部进行检测，除对桥梁承重力的观察之外，还要对于整个桥梁结构存在的裂缝问题进行通报，确保桥梁表面的混凝土不出现脱落和裂缝情况。其次，检测桥梁支座是否存在腐蚀和受损情况，确保所有装置的有序运行。最后，对桥梁下部进行检测，明确桥台桥墩、桥梁基地的稳固性和耗损情况，检测桥墩是否出现了裂缝、破损等相应问题，是否在实际发展过程中存在异样，对检测过程中存在的问题，结合桥梁监测技术进行有效的解决，并通过参考相应有价值的数据和治理方式来解决存在的问题。

1.2 桥梁常见的监测技术

1.2.1 回弹法

回弹法是桥梁实际工作开展过程中所使用的一种监测技术方法，这种方法灵活、便捷，在实际工程检测过程中也不会对工程结构造成损伤。回弹法监测技术的原理是设计出符合监测区域的监测工具，利用回弹机所选的区域从而完成混凝土测定，但使用过程中的精度不是很高。

1.2.2 取芯法

取芯法是实际桥梁工程监测环节重要的一项技术，不同于其他技术，虽然桥梁工程进行检测技术能够对桥梁进行直观性的检测，但是取芯工程对于桥梁混凝土结构造成的伤害也不是很大，所以取芯法的监测过程中要加强对于结构的维护和加固。在实际桥梁工程检测过程中，要合理的运用工作原理，明确钻孔取样的方式，并取出相应的样本，从而检测出桥梁混凝土的强度值。

1.2.3 电磁效应法

电磁效应法是对桥梁的预应力进行评判，这种监测方法在实际运用过程中主要分为磁粉检测、涡流检测和侧漏检测三种，实际运行的原理相同，不同的是实际操作还存在极大的差异，如果桥梁发生预应力构件的变化，那么桥梁内部的结构也会随之改变，要利用电磁效应对桥梁工程的预应力结构的通磁量进行检测，不仅要确定预应力和通磁材料之间的具体关系，还有结合桥梁结构的预应力值进行准确的判断，虽然电磁效应检测反应过程较为简单，但抗干扰性较差。

1.2.4 超声波检测法

这也是当前桥梁工程预应力监测过程中普遍使用的方法，超声波检测法的工作原理是结合超声波对桥梁内部的传导规律进行判断，明确混凝土构件中的预应力水平。超声波监测运用过程中，能够有效利用超声波，对桥梁工程预应力构件进行检测，不需要与工程预应力构件进行接触。在桥梁工超声波检测技术开展过程中，能够有效利用超声波检测法，对桥梁预应力的构件进行分析，了解实际工程的状况，并不断完善检测技术来加强桥梁养护工作的有序推进和落实。

2 桥梁检测和监测技术在实际养护工作开展过程中的重要性

桥梁养护工作是为保证桥梁质量属于稳定的状态，桥梁检测和监测技术的应用就是为桥梁的质量和安全评估做分析，结合目前桥梁存在问题病害程度的分析，在一定程度上能够确保桥梁运行的可靠性。

2.1 利用外观检测，对桥梁病害进行监测

桥梁建设使用钢筋是存在碱性混凝土中，一旦混凝土碳化达到钢筋，那么钢筋就会失去保护力，在一定环境因素下钢筋发生腐蚀，对桥梁就会产生安全威胁。通过这些外观性的监测，能够对桥梁产生的安全隐患问题进行有效的治理。例如某桥梁存在严重损坏情况及伸缩缝橡胶老化的问题，这些问题都可以通过外观检测检查出来，能够及时采取有效的方式来进行解决，针对上述问题可以采取裂缝封闭的方式进行解决，极大程度地使桥梁的养护效果得到提升。

2.2 利用荷载试验检测桥梁性能

要了解桥梁实际的使用情况，可以根据桥梁的受力状态，利用荷载试验检测桥梁性能，分为瞬时试验和长期试验，对桥梁性能进行评估，加强桥梁的养护。例如广东市昌岗东立交桥利用静态数据采集，可以在实际检测过程中基于设计要求明确整个桥梁性能的监测，通过动静荷载试验，根据实验结果来看，在实际监测过程中相关监测工作表明桥梁的刚度较小，通过相关荷载试验能够加强桥梁的养护工作，并且采取限载、限高等方式来有效进行桥梁工作的管控，加强对桥梁的保护。

3 基于桥梁养护基础上桥梁检测与监测技术的发展问题

3.1 桥梁养护阶段存在的问题

实际设计环节强调结构的精细化，并且在设计阶段要充分的重视桥梁的养护工作，明确以桥梁养护为前提下展开一修一建，这反映出当下我国桥梁设计时形成的设计理念。桥梁检测环节基于桥梁养护阶段的考量，要做到桥梁设计的全局理念，要在特大型桥梁建设环节建立专门的检测和检修渠道，并且在实际桥梁建设过程中，要确保监测工作能有序进行。目前部分区域没有办法进行有效的监测和检测工作，如果桥梁检测工作开展过程中想要合理运行，还面临着诸多问题，一方面在实际工作开展过程中存在占道影响交通的情况，另一方面也增加了实际养护工作开展的困难性，增加监测工作的投入力度，不利于监测工作的长效发展，而且使得工作开展存在极大的安全隐患。

3.2 方法工具和设备运用过程中存在的问题

为保证桥梁养护工作的有序进行，关于桥梁的检测和监测技术的完善环节及设备的运用至关重要，尤其是无人机在实际操作中，虽然操作便捷，但续航能力和噪音测试等方面还存在着极大问题，需要进行有效的解决。相关监测工作有序进行的同时，还存在着无损监测方面手段不够完善的情况。目前对桥梁各部分开展无损检测工作，主要是对桥梁缆索进行实时监测、对于桥梁内部进行有效监督。但目前在桥梁养护工作和监测技术的开展和落实下，部分混凝土的实际预应力监测等相应的较难监测的问题难以取得有效的进展，除此之外，现场试验也是对桥梁承载能力的有效评价，目前传统的荷载方式费时、费力，交通成本较大。在实际试验过程中，虽然录入信息环节实现信息的有效化和实效化，但是实际操作的效率较低、不够便捷，没有办法推动桥梁检测工作的推进。桥梁检测环节，如果现场试验开展环节遭遇诸多因素影响，就会导致实际工作效率较低。虽然现行的健康系统在通讯储存上面已经满足了当下发展的需求，并明确了未来这一方向的应用和提升性能的方法，但是数据的采集和获取方面存在传感器使用寿命小于桥梁设计年限的问题。在桥梁结构运行过程中，结构损伤之间的逻辑性和联系性较弱，存在系统监测缺乏相应的行业标准等问题，这都对实际工作存在一定的影响。

4 桥梁养护中检测与监测技术的发展建议

4.1 准确把握技术发展趋势

想要保证桥梁使用的安全性和耐久性，在桥梁工程设计技术发展过程中，要将建设与发展进行有效的转型。善于应用相关技术来有效推动桥梁养护监测技术的开展和落实。目前的桥梁检测和检测工作已经形成了新的趋势，为加强对桥梁的养护以及对桥梁病害问题进行深入性的分析，建立起了深入化、集成化、标准化和智能化的模式。首先对桥梁的结构进行深入化的分析，逐步从微观、宏观、短期、长期等多种因素下不断地探究桥梁发展的方向和桥梁建设的思路。与此同时，要建立起桥梁管理的标准化，不是传统意义上的检测和监测工作，还需要对相关数据互联、互通信息标准化进行管理。智能化也是目前桥梁检测工作开展的重要环节，结合相关数据统计和分析，明确大数据、云计算、机器学习等技术的进步对桥梁养护工作推行智能化的发展，并在桥梁建设的同时，以桥梁养护工作有序开展为前提，建立起桥梁养护工作的智能化发展，对结构病害早期识别、推式演绎、评测评分、自动排序等，对桥梁最终寿命制定有效预测方案。

4.2 实现技术突破

桥梁检测环节大量的近距离、人工观测或是接触性的仪器检测需要投入的风险和资金力度较高，对部分隐藏部分难以起到有效的监察，这就导致在桥梁养护工作过程中，虽然桥梁检测合格，但实际承载能力受损，应实际的发展需求，要加强对非接触性表现的关注。病害检测方面需要提升隐藏部位、难检部位的检测能力和检测效率。随着科学技术的快速发展，目前关于桥梁检测技术发展环节提升病害识别技术，可以通过BIM 技术（见图1），借助计算机视觉自动提取变化的特征，明确桥梁实际运行过程中存在病害的类别，并建立起有效的分析方案，包括在实际研发过程中通过深度学习病害识别技术，能够基于计算机视觉自动提取病害的特征。对突发事件和安全问题进行有效的评估和预测，在一定程度上缩短试验的成本，同时为工作开展提供有效的支持。通过不断突破现有的技术瓶颈，才能不断加强对桥梁检测工作的效率，能够有效地对桥梁状态进行预估。

桥梁状态监测方面，目前传导器普遍寿命较低，点式布置的传导器难以反映实际桥梁的寿命。现场实施过程中要建立起维护和分析评定机制，对海量的监测数据进行处理，自动化处理能力要不断的提高，在耦合数据分离环节还存在一些问题，在分析评估过程中没有建立起相应的预警机制，评估指标也需要进一步优化，还要进一步加强耐久性、生产成本低的传感器的研发，同时推广分布式的传感器，加强传感器对于结构全局状态的捕捉，并建立起健全的传感器采集标准。通过数据处理和状态评估，借助当前的智能技术，如云技术、人工智能，才能加强对数据的自动化和智能化的管理，并在实际数据研发过程中，对桥梁养护工作的开展提供相应的参考。希望借此能够对桥梁实际的健康状况进行分析，明确目前桥梁实际的运行情况，通过桥梁检测技术，起到桥梁养护和维护作用。

5 结语

综上所述，随着我国桥梁不断的建设和发展，关于桥梁的健康和安全，引发人们的广泛关注，但较大的存量使桥梁的健康与安全遇到了新的挑战，当然，也为桥梁检测和监测技术、实践创新工作的有序开展提供了很大的机遇。本文详细地对当前桥梁检测和监测技术发展的现状进行了梳理，同时指出在目前可能突破的发展方式和方法基础上，结合当下人工智能等相应技术的普及，利用目前桥梁检测和监测技术发展过程中重要的技术突破，明确目前监测技术的发展方向，将当下的发展趋势从监测技术方面进行有效分析，借此推动我国桥梁检测和监测技术的发展，更好地提升桥梁的养护水平。