课程《桥梁检测与养护》

桥梁检测部分报告

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前言

感谢老师本学期给我们讲授《桥梁检测与养护》课程的桥梁检测部分，听完老师给我们讲的桥梁检测课程，不仅让我学到了桥梁检测的理论知识以及从老师那里学到了一些实际经验，而且让我意识到目前桥梁检测和养护在我国甚至世界范围内的重要性和迫切性，同时也意识到作为未来的桥梁工作者，在我们修改新桥梁的同时也应该做好旧桥的检测和养护工作。

随着近几十年我国经济的发展和综合国力的提高，我国公路桥梁已建成规模，已成为世界上的桥梁大国。在桥梁建设放缓的过程中，然而近些年来却出现了很多桥梁坍塌事故。桥梁建成通车以后，随着时间的推移，桥梁在自然环境以及人为环境的作用下，桥梁的耐久性下降，造成安全度降低，然而人们常常忽视了桥梁的定期和不定期的检测，以致很多桥梁结构出现缺陷问题时没有得到及时的维护和加固，以至于最后出现桥梁坍塌，给人们的生命和财产造成的重大的损失。基于中国当前现状，有大量的已建设桥梁处于不安全或是有缺陷的服役状态，因此有必要而且迫切的需要建立起从桥梁管理、桥梁检测系统、检测技术和养护措施等的一整套方案，只有这样才能及时发现和解决桥梁的缺陷，从而延长桥梁的耐久性，确保桥梁结构的安全，避免不必要的损失和事故。

在课程的学习中，我了解和掌握了我国桥梁建设与养护的现状，桥梁常见的一些结构性缺陷、桥梁管理系统、桥梁检测的方法和手段以及桥梁荷载试验和评定等内容，并且老师给我们展示了很多实际桥梁的缺陷图片以及结合实际的工程实例给我们详细了讲解了桥梁检测在桥梁结构中的应用。本报告将从桥梁检测的目的与分类、桥梁结构性缺陷、桥梁检测技术及其适用性、基于新建桥梁混凝土斜拉桥检测和试验、已建公路预应力混凝土连续梁桥和钢箱梁斜拉桥的检测与评定和桥梁检测现状与未来发展六个方面进行展开。

目  录

1 桥梁检测的目的与分类... - 1 -

1.1 桥梁检测的目的... - 1 -

1.2 桥梁检测的分类... - 1 -

2 桥梁结构性缺陷... - 3 -

2.1 结构性缺陷定义... - 3 -

2.2 结构性缺陷的表现... - 3 -

2.2.1 混凝土桥梁的结构性缺陷表现... - 3 -

2.2.2 钢桥的结构性缺陷表现形式... - 3 -

2.3 桥梁结构评定标准... - 4 -

3 桥梁检测技术及其适用性... - 5 -

3.1 无损检测技术... - 5 -

3.1.1 目检... - 5 -

3.1.2 超声波检测... - 5 -

3.1.3 射线检测... - 6 -

3.1.4 其他方法... - 7 -

3.2 其他检测技术... - 8 -

4 基于新建混凝土斜拉桥的检测... - 9 -

4.1 新建斜拉桥的检测... - 9 -

4.2 新建斜拉桥的结构试验... - 9 -

4.2.1 材料性能测试... - 9 -

4.2.2 桥梁荷载试验... - 10 -

5 运营中桥梁的检测与评定... - 13 -

5.1 运营中的桥梁的检测... - 13 -

5.2 预应力混凝土连续梁桥... - 14 -

5.2.1 桥梁外观检查... - 14 -

5.2.2 内部局部破损检测... - 14 -

5.2.3 静载试验... - 15 -

5.2.4 动载试验... - 15 -

5.2.5 小结... - 15 -

5.3 钢箱梁斜拉桥... - 16 -

5.3.1 疲劳损伤检测... - 16 -

5.3.2 材料腐蚀... - 17 -

5.3.3 线形变化... - 17 -

5.3.4 斜拉索检测... - 17 -

5.3.5 静动载作用... - 18 -

6 桥梁检测技术现状与未来发展... - 19 -

6.1 桥梁检测技术现状... - 19 -

6.2 未来的发展趋势... - 20 -

6.2.1 桥梁检测技术的发展... - 20 -

6.2.2 桥梁管理系统的完善... - 21 -

7 结论... - 22 -

1  桥梁检测的目的与分类

1.1 桥梁检测的目的

桥梁建成通车以后，随着时间的推移，桥梁的安全度有所下降，其中相当多的问题是由桥梁结构本身的退化引起的。

通过对桥梁的技术状况及缺陷和损伤的性质、部位、严重程度及发展趋势，弄清出现缺陷和损伤的主要原因，以便能分析和评价既存缺陷和损伤对桥梁质量和使用承载能力的影响，并为桥梁维修和加固设计提供可靠的技术数据和依据。因此，桥梁检查是进行桥梁养护、维修与加固的先导工作，是决定维修与加固方案可行和正确与否的可靠保证。它是桥梁评定、养护、维修与加固工作中必不可少的重要组成部分。这就是国内外为什么十分重视桥梁检查工作的主要原因。

桥梁检测的目的在于随时掌握桥梁的技术状况和安全状况。通过对桥梁的无损检测，对桥梁的损伤情况和程度进行诊断，对桥梁的可靠性、耐久性和承载能力进行评估。为桥梁的维修、养护与管理决策提供依据。桥梁的检测是保证桥梁正常使用、进行维修加固的重要依据。

1.2  桥梁检测的分类

（1）从检测手段上可分为表面检测和仪器检测。

表面检测主要是通过人得肉眼直接观察桥梁结构表面所出现的一些明显的缺陷，比如混凝土的裂缝，钢筋的锈蚀，结构的构件的破坏和变形等，能够从直接的观察中就可以判定出桥梁结构的出现的问题，表面观测虽然不借助仪器，紧靠人得肉眼和经验，但是其在日常的检测中占有重要的地位，是桥梁结构状态检测的重要手段。

仪器检测是指借助一些检测仪器来进行桥梁结构缺陷性的检测。比如测量混凝土表面硬度所用的回弹仪，检测混凝土内部的均匀性以及裂缝，钢筋的状况所采用的超声波探测仪，声发射仪，红外线，热相仪等，也有我们检测应变所采用的应变片，测温度所需的热传感器等。借助仪器能更好更精确的检测桥梁结构，能够检测结构内部人眼无法观测的一些内部缺陷，是目前常用的方法。

（2）从检测的着眼点分为局部检测和整体检测。

局部检测是对桥梁需要重点了解的部位进行仔细检查，目的是搞清结构的物理、力学和构造特性或实际状态。

整体检测则试图从全局把握结构的实际状态，如通过桥梁整体检测得到的桥梁整体特性数据（如线型、结构的自振特性、拉索的索力等），初步确定桥梁结构出现严重缺陷的位置，从而降低检测的成本和某些人工检测的低效性。

（3）从试验方法上分为无损检测、静载试验和动载试验。

混凝土无损检测是在不破损混凝土内部结构和使用性能的情况下，利用声、光、热、电、磁和射线等方法，测定有关混凝土性能的物理量，推定混凝土的强度、缺陷等的测试技术。应用混凝土无损检测技术，可以检测混凝土的强度、弹性模量、裂缝的深度和宽度，检查钢筋的直径、位置和保护层的厚度等。

桥梁结构的静载试验和动载试验虽然在试验目的和内容上都很不相同，但对承受以车辆荷载为主的桥梁结构来说，这两种性质的荷载试验对于全面分析桥梁结构的工作状态是同等重要的。静载试验可在结构上布置较多的测点，便于更全面的分析结构的受力情况。动载试验则是分析结构在车辆荷载或者其他动力荷载作用下的振动特性。在桥梁动载试验中，按作用的方式可将动载分为冲击荷载、振动荷载和制动荷载，在试验中可根据试验的具体要求来选择荷载方式。桥梁荷载试验是一项复杂而细致的工作，技术含量高，应根据荷载试验的目的进行认真的调查分析，必要时进行理论分析。

（4）其它分类方法

     按检测的周期性和内容分为经常性检测、定期检测、特殊检测。

     按检测进行时期又可分为成桥检测和施工阶段检测。

2  桥梁结构性缺陷

2.1 结构性缺陷定义

桥梁由承重结构与附属设施组成。一般来说，公路桥梁的承重结构包括桥跨结构、桥墩、桥台、支座以及基础等，其功能是承受和传递交通车辆和人群荷载。如果桥梁承重结构出现了退化，则认为桥梁存在结构性缺陷。

2.2 结构性缺陷的表现

正常的桥梁结构在正常使用条件下具有良好的工作性能，应能承受在正常施工和正常使用期间可能出现的各种荷载、外加变形、约束变形等作用，然而一些施工方面原因或是自然环境的原因使桥梁结构出现了缺陷，造成结构的耐久性降低，出现了桥梁结构的退化。就目前常见的混凝土桥梁和钢桥进行介绍常见的结构性缺陷表现。

2.2.1 混凝土桥梁的结构性缺陷表现

混凝土桥梁常见的结构性缺陷表现为：

（1）混凝土裂缝

常见的混凝土裂缝分为渗水性裂缝及非渗水性裂缝；桥梁横向裂缝、纵向裂缝；梁底的横向、纵向裂缝；腹板的斜裂缝等。

（2）钢筋锈蚀和变形

混凝土桥梁结构梁体的钢筋锈蚀造成主梁承载力下降；或是由于撞击或是一些别的原因引起主梁钢筋的扭曲变形或是断裂等造成承载力下降；

（3）其它表现

     在桥梁使用过程中，由于车辆的碰撞等人为原因导致混凝土脱落或是由于桥梁结构本身的原因引起的混凝土脱落；梁体的水蚀严重，接缝处破坏；混凝土浇筑密实度差，出现空洞；混凝土表面蜂窝麻面以及出现了碱骨料反应等。

2.2.2 钢桥的结构性缺陷表现形式

钢桥的结构性缺陷表现形式比较明显，钢桁架梁桥钢桁的疲劳开裂、钢节点的严重锈蚀、支座的锈腐蚀、主梁截面或腹板的扭曲变形等均属结构性缺陷。

2.3 桥梁结构评定标准

存在结构性缺陷的桥梁并不等于失去了承载能力，因为 “缺陷”有轻重之分。美国联邦公路管理局在相关规范中将桥梁划分为桥面、上部结构（相当于“桥跨结构”）和下部结构（桥墩、桥台及基础）三大组，并对各组规定了0～9分的缺损评定等级，其中9分表示处于“优越状态”，0分表示“破坏状态”，如表1所示。

表1 美国桥梁技术状况评定

我国根据《公路桥梁技术状况评定标准》（JTG H21-2011）也将桥分为上部结构、下部结构和桥面系，再分别按不同权重评分得到全桥总分，按照全桥总分将桥的技术状况分为五类，如表2所示。

表2 中国公路桥梁技术状况评定

3  桥梁检测技术及其适用性

3.1 无损检测技术

无损检测技术（NDE）无损检测是指在不损伤和破坏材料、机器和结构物的情况下，对它们的物理性质、机械性能以及内部结构等进行检测的一种方法，是探测其内部或外表的缺陷(伤痕)的现代检验技术。其中无损检测技术是未来桥梁检测中应用通常分为目检、超声波探测、射线检测和混凝土表面硬度试验等。

3.1.1 目检

目检是检测人员在现场采用肉眼检查，最简单的无损评估方法。如图1所示。快速而经济，无需昂贵的设备，唯一需要的是对检查部位的照明。有时也可用镜子、透镜、显微镜等光学辅助仪器弥补人眼视力的不足。对某些特殊要求，如观察运营条件下裂缝的开展，还可用高速摄像等特殊技术记录观察过程。

 

图1 目检

3.1.2 超声波检测

超声波探伤主要是通过测量信号往返于缺陷的渡越时间，来确定缺陷和表面间的距离；测量回波信号的幅度和发射换能器的位置，来确定缺陷的大小和方位。这就是通常所说的脉冲反射法或A扫描法。此外，还有B扫描和C扫描等方法。B扫描可以显示工件内部缺陷的纵截面图形。C扫描可以显示工件内部缺陷的横剖面图形。

混凝土超声波探测仪通过测定超声波的纵波在混凝土中的传播速度，间接地推算与判断混凝土的某些性能，如强度、匀质性、弹性模量、密实度等，尤其是探测混凝土内部裂纹的发展和表面可见裂缝的深度，如图2所示。

图2 混凝土超声波探测原理

3.1.3 射线检测

射线检测(探伤)有X射线、γ射线和中子射线等检测方法。它是利用各种射线源对材料的透射性能及不同材料的射线的衰减程度的不同，使底片感光成黑度不同的图像来观察的。射线检测用来检测产品的气孔、夹渣、铸造孔洞等立体缺陷。当裂纹方向与射线平行时就能被检查出来。

1、基本原理

利用射线通过物质时的衰减规律，即当射线通过物质时，由于射线与物质的相互作用发生吸收和散射而衰减。其衰减程度，则根据其被通过部位的材质、厚度和存在缺陷的性质不同而异。目前常用的方法有照相法和荧光屏直接观察法，

如图3所示。

  

图3 射线照相法和荧光屏直接观察法

2、优缺点

    优点是检测结果可作为档案资料长期保存，检测图像较直观，对缺陷尺寸和性质判断比较容易。

缺点是当裂纹面与射线近于垂直时就很难检查出来，对工件中平面型缺陷(裂纹未熔合等缺陷)也具有一定的检测灵敏度，但与其它常用的无损检测技术相比，对微小裂纹的检测灵敏度较低，并且生产成本高于其它无损检测技术，其检验周期也较其它无损检测技术长，并且射线对人体有害，需要有防护设备。

3.1.4  其他方法

1、混凝土表面硬度试验：对混凝土表面硬度测试已发展了多种试验设备，其中最常用的是回弹仪法，它根据测得的回弹值与材料硬度之间的关系来工作。

2、声发射法：材料或结构受外力或内力作用产生变形或断裂，以弹性波形式释放出应变能的现象。各种材料声发射频率范围很宽，从次声、声频到超声。多数金属的声发射频带在超声范围内。声发射法利用混凝土（有应力材料）的“发声”特点来检测结构缺陷，（与超声波法不同）声发射法设备昂贵，并且试验数据的解释需专家知识。

3、冲击—回音法：利用受机械冲击的混凝土产生的瞬态应力波来反映材料内部

的不匀和缺陷。试验数据的解释需要对这种测试技术深度的理解。

4、红外线法、透地雷达、热相仪成象、应变测试等方法，如图4所示。

图4 其他方法的应用

3.2 其他检测技术

除了无损检测技术以外，目前还有很多其他的检测技术。这些方法并没有无损检测技术那么普及通用，有些需要对结构造成一定的影响。除了无损检测技术外，目前还有光纤传感法、磁泄漏、磁粒子法、磁场摄动、层析探测、腐蚀作用试验、混凝土碳化测量等。

4  基于新建混凝土斜拉桥的检测

4.1 新建斜拉桥的检测

对于新建混凝土斜拉桥桥梁来说，在建成后投入正常使用之前要进行桥梁检测验收，评定桥梁施工质量和等级，以确保桥梁结构的安全，具体的检测内容和方法如表3所示，除了表格所述之外，斜拉桥还需检测斜拉索的质量和张拉情况，张拉锚固端的情况以及桥塔，主梁结构，墩柱结构的外观和内部的检测等。

表3 新建斜拉桥的检测

4.2 新建斜拉桥的结构试验

4.2.1 材料性能测试

（1）混凝土材料性能

混凝土性能检测分为多个方面，依次是混凝土拌合物性能试验、混凝土力学性能试验和混凝土耐久性能试验。

基于混凝土力学性能试验：立方体抗压强度试验、轴心抗压强度试验、静力受压弹性模量试验、劈裂抗拉强度试验、抗折强度试验。

混凝土拌合物性能试验：塌落度试验、维勃稠度试验、拌合物表观密度试验、拌合物含气量试验、拌合物水灰比试验。

混凝土耐久性能试验：抗冻性能试验、抗渗性能试验、碳化试验、混凝土中钢筋锈蚀试验。

（2）钢材的力学性能测试

钢材分别需要做以下的检测内容：拉伸试验、压缩试验、硬度试验、冷弯试验、冲击试验、疲劳试验等来试验钢筋的强度、韧性和延性性能。

4.2.2  桥梁荷载试验

通过对桥梁结构进行荷载试验可以直接了解大桥的实际结构受力状况，判断实际承载能力，验证设计计算结果，评价大桥在设计使用荷载下的结构性能，为检验桥梁施工质量以及大桥通车前的验收提供技术依据以及为大桥通车运营阶段的监测、养护和管理建立结构初始档案。

1、静载试验

测试桥梁结构各控制截面（部位）在各自相应最不利荷载作用下的响应（应力、变形）。

(1) 静载试验原则

1）加载测试控制部位（或截面）的确定：

? 根据理论计算结果，选择恒活载组合应力/变形较大的部位；一般情况下斜拉桥的恒活载作用下变形最大处在主梁跨中截面，同时要特别监测主塔的水平位移及塔梁墩接触处塔跟的应力，同时要控制斜拉索与主梁截面固结处以及和主塔固结处的应力应变。

2）试验荷载的大小：由预先确定的静载试验荷载效率η来控制；

                                           一般：0.80 ~ 1.00

                                           特殊：0.95 ~ 1.00

3）加载车辆车型的确定：综合考虑试验荷载效率η 、与设计汽车荷载的相似性、车辆的机动性、寻得统一车型的难以程度等因素。

4）加载工况与加载位置的确定：根据确定的加载测试控制部位和加载车型，

通过理论计算确定加载工况、各工况的加载车数量及加载位置。在满足荷载效率η的前提下，对不同测试部位进行加载工况合并。

5）分级加载：静力加载时采用分级加载。但考虑到车辆数量多，为避免因加载时间太长而影响测试精度，荷载分级不宜过多。

6）关于中止试验：出现下列异常现象即中止试验：

① 断面控制应力实测值超过理论预测值或规范允许值；

②主梁变形的测量值超过理论预测值 。

 (2) 测试控制部位与测试项目

基于本科毕业论文一座两跨不等跨的斜塔斜拉桥为例来简要说明测试控制部位和测试项目。拟在静载试验（在相应最不利荷载下）中测量每跨四分点，二分电的截面挠度；测量每跨四分点，二分点，以及靠近主塔附近的截面，塔跟处以及主塔与斜拉索锚固处的二分点，顶点处截面的应力大小；以及塔顶，塔二分点，四分点截面的水平位移，如图5所示。对于控制断面横截面的应力应变测试测点布置在箱型截面的上下缘的中间，四分点以及和腹板接触处的应力应变，如图6的应力测点。同时在加载过程中要监测索力的大小变化情况。

图5 斜拉桥监控位置布置图

图6 控制断面应力测点示意图

2、动载试验

测试在移动车辆荷载作用下，桥梁的振动、冲击等动力效应（动应变）。斜拉桥的承受自重和各种车辆为主要荷载的桥梁结构"桥梁在移动车辆荷载作用下,动力反应时桥梁和车辆这两个振动系统相互作用的结果"除两者本身动力特性外,还与桥面不平整度和车辆行驶速度有关。通过动载试验,可以测定桥梁结构在动载作用下的强迫振动反应,以判断桥梁结构的动力特性。

（1）测试部位

仍以上述所用的斜拉桥为例来简要说明一下动载加载试验，测点布设一般按照结构振型的情况,在变位较大的部位布置测点,尽可能避开各阶振型的节点，为减少测试工作量,应尽量利用结构的对称性。测试部位主要监测每跨的跨中及靠近主塔附近处的主梁，塔顶处、塔中部和塔跟处。

（2）测试内容

?  ① 加载车辆以不同车速驶过桥面时，测试截面的动应力及应力动态增量 ，应变变化、塔的水平变位和索力变化情况。

② 车速：10~40 km/h。不同车速行驶下跳车或制动引起的主梁动应力、动挠度。

5  运营中桥梁的检测与评定

5.1 运营中的桥梁的检测

对于已建成正在运营中的桥梁常常做以下检测，如表4所示。

表4 运营中桥梁的检测

5.2 预应力混凝土连续梁桥

5.2.1 桥梁外观检查

    对桥梁结构进行外观检查，除了能直接发现桥梁的质量问题外，还能通过桥梁的一些外观变异现象推断桥梁是否发生实质性的特性变异或质量退化，能对桥梁的质量状况作出恰当的评价。

（1）桥面系构造检查桥面铺装层是否顺适，有无裂缝(龟裂纵向裂缝)坑槽波浪；有无桥头跳车现象；桥面排水是否顺畅；有无漏水现象； 伸缩缝是否完好。

（2）桥跨结构检查经过对结构各部件几何尺寸和主要构件的细部尺寸的测量，是否符合设计图纸要求；有无破损开裂现象；是否出现渗水缺损露筋和钢筋锈蚀现象；有无无碱集料反应引起的整体龟裂现象。

（3）裂缝及钢筋保护层厚度检查。 中跨跨中合拢段顶板底面是否有纵向裂缝，在试验加载过程中，对裂缝进行观测，裂缝长度及宽度是否有发展。利用钢筋保护层厚度检测仪对本桥构件的混凝土构件钢筋保护层进行抽测，看是否满足图纸和规范要求。

（4）对桥面线型进行测量，看线型是否平顺，有无明显偏位，是否符合设计及规范要求。

（5）支座工作正常，是否有开裂变形错位脱空等不良现象。

5.2.2 内部局部破损检测

内部局部破损检测是利用仪器对构件局部进行损伤探测，根据所获取的数据，分析判定构件破损性能的检测手段。局部破损检测法主要包括预应力筋直接检测技术和应力释放法。

a) 预应力筋直接检测技术:在预应力筋上布置传感器,可通过传感器直接测量预应力钢筋和混凝土构件的应力状态。目前粘贴光纤光栅传感器已得到广泛的应用,同时我们还需要对传感器的复合工艺进行研究,以减少孔道中因摩擦和挤压所造成的数据失真的影响。

b) 应力释放法:它是通过机械切割将约束产生的应力释放的最为适用的检测方法之一。应力释放法最早应用在测量结构构件的残余应力,通过测量构件分割前后的位移和应变,再经换算成应力。其基本原理是对有初始约束应力的测试构件,采用机械切割的方法使约束产生的应力被释放根据测试切割前后构件的应变的变化关系,通过分析得到构件应力状态。

5.2.3 静载试验

通过静载试验测量桥梁在各种静力荷载工况下的各控制截面的应力应变及结构的变形，从而确定结构的实际工作性能与设计期望值是否相符，它是检验桥梁结构的强度刚度以及其他性能最直接最有效的办法。对预应力混凝土连续梁桥静载试验主要测试以下内容:

（1）    主梁正应力及其沿梁高梁宽的分布规律 ；

（2）    主梁根部剪力及主拉应力；

（3）    主梁竖向挠度；

（4）    结构扭转变形及扭矩效应；

（5）    偏载效应及其增大系数。根据相关规定，静力试验荷载的效率系数取值范围为1.05≧η≧0.9。

5.2.4 动载试验

试验中在控制断面放置传感器测点，可采用脉动法测定该桥的自振频率阻尼比等动力特性参数，来研究或评定桥梁结构抗震抗风或抵抗其他动荷载的能力，也是解决结构共振问题和诊断结构累积损伤的基本依据。

5.2.5 小结

通过无损检测来检测预应力混凝土梁表面混凝土的裂缝、缺损，混凝土表面硬度试验，钢筋的锈蚀情况等表面缺损，以及采用超声波，射线法等检测桥梁内部的缺陷问题。还需额外检测混凝土的徐变收缩、预应力损失等。

静载下测试桥梁结构各控制截面在各自相应最不利荷载作用下的响应（应力、变形）。动载下测试在移动车辆荷载作用下，桥梁的振动、冲击等动力效应。技术状况评定根据《公路桥梁技术状况评定标准》（JTG H21-2011），将桥分为上部结构、下部结构和桥面系，如图7所示。再分别按不同权重评分得到全桥总分，按照五类桥给桥梁评定等级。

图7 评定技术状况

5.3 钢箱梁斜拉桥

钢箱斜拉桥主要进行疲劳损伤破坏的检测、材料腐蚀的检测、线形异常变化的检测以及斜拉索的检测。

5.3.1 疲劳损伤检测

疲劳损伤是钢箱梁运营过程中表现出的主要病害，因此也是我们主要检测内容。主要包括焊缝开裂，连接件损伤等。钢箱梁的疲劳损伤主要是由设计细节不当焊接质量缺陷以及车辆超重超载引起的在桥梁设计中，关注的重点为结构的整体性能，从而忽略了结构构件之间的相互作用，导致部分细节设计不合理，在应用中产生未知的二次应力效应，如顶板与肋间，顶板与纵横隔板间在钢箱梁的制造与拼装焊接工作中，难免会产生在钢箱梁的制造与拼装焊接工作中，难免会产生部分焊接质量缺陷，这些缺陷在钢箱梁的运营过程中受外力作用不断发展，从而降低钢箱梁的结构刚度与承载能力，检测时应特别关注这些地方。

5.3.2 材料腐蚀

检测中应该检测钢材表面的防腐材料是否破坏。在高温、高湿等环境下都是威胁钢箱梁耐腐蚀性的主要因素，高温、高湿等腐蚀性环境的长期作用下，一方面会破坏钢箱梁的防腐涂层，引起钢材的锈蚀；另一方面，疲劳损伤引起的焊缝开裂，连接件损伤，更会由于失去防腐涂层的保护而直接暴露于腐蚀性环境中，加速损伤的发展。

5.3.3 线形变化

检测钢箱梁的线性变化，看是否有较大的变形和屈曲现象出现。钢箱的线性变化多是由运营过程中的基础的不规则沉降， 斜拉索的索力松弛，桥面后期改造增加的恒载车辆的超载等引起的。

5.3.4 斜拉索检测

在钢箱斜拉桥的运营过程中，斜拉索的破坏往往带来严重的后果，因此检测斜拉索是我们必不可少的。斜拉索常见的破坏主要有：

（1）拉索的腐蚀

拉索的腐蚀一般分为钢丝锈蚀、应力腐蚀和氢脆。钢丝锈蚀是最普遍的一种现象，是由空气中的H₂O、O₂及其内部杂质互相作用引起的。在腐蚀性介质中，钢丝表面会与腐蚀性介质发生有自由电子参与的广义氧化和还原反应，导致钢丝表面的镀锌和钢材变成离子形式并与其他物质结合生成锈蚀产物，从而改变钢丝的表面形态和性能。应力腐蚀和氢脆作用条件相同，但作 用过程相反，应力腐蚀开裂是断裂时间随阳极变化而变短，而氢脆是断裂时间随阴极变化而变短。

斜拉索护套开裂是造成其拉索腐蚀的间接原因斜拉索护套病害产生的主要原因有工艺不成熟，施工操作不规范造成的护套表面刮痕甚至破损、护 套老化、风雨激振及温度变化造成的加速劣化等。

（2）拉索疲劳断裂

斜拉索暴露在自然环境中，在风雨等激励下，斜拉索会表现出明显的振动，振动会增加斜拉索的张力并加剧斜拉索和锚具的疲劳破坏，在施工过程中索力控制不准或钢丝自身存在缺陷 在反复荷载作用下拉索的疲劳效应都有可能引发断裂，因此检测中应采用无损探测检测斜拉索的断裂情况。

（3）锚具与锚固端

斜拉桥索梁索塔锚固区，受力集中结构复杂，在恒载、活载和其它荷载的作用下，其病害问题应引起高度重视。锚固系统的病害主要表现为锚固装置疲劳及锚头锈蚀。

5.3.5 静动载作用

同预应力混凝土连续梁桥一样做静载试验和动载试验来检测钢箱梁表面钢材测定静动载作用下钢箱梁的挠度，应力应变情况等。除了这些还需做：

（1）斜拉桥的索力测试；

（2）斜拉桥的索塔强度测试，塔顶水平变位情况。

6  桥梁检测技术现状与未来发展

6.1 桥梁检测技术现状

随着我国国家基础建设的迅猛发展，交通运输事业发展迎来一个辉煌的时代，为公路桥梁建设提供了良好的发展机遇。目前我国公路已建成规模，公路总里程达到410.64万公里，桥梁总数量68.94万座国际第一，已是世界大国。全国公路隧道为8522处。超大跨径桥梁、超长隧道建造技术水平国际领先，科研成果全面支持公路工程，科研实力国际先进。全国每年都有一大批新结构、新材料、新工艺桥梁建成，其技术复杂，科技含量高，施工难度大，这标志着我国桥梁技术已进入世界先进行列。随着桥梁建设的不断发展，旧桥的一些事故的出现，桥梁检测和养护也越来越受到了桥梁建设者的关注。人们也不断的研究和发展新的检测技术和试验手段，也建立起一系列从施工到成桥，再到检测养护的管理系统。近年来，致力于桥梁检测的研究人员提出了许多成功的方法对桥梁进行非破坏性评估，提前发现了桥梁结构的缺陷并进行了加固养护措施，减少了损失。

然而，即使对于美国桥梁强国的桥梁管理系统已相当完善，但在面对大量的

司空见惯的结构性缺陷桥梁时，管理决策层仍存在主观上的轻视，同时也无法回避客观上的资金缺口难题。从检测技术上看，虽然现有技术尚不能满足各种桥梁的病害检查，对于一个由大量杆件组成的较为复杂的结构体，对其进行检查时难免存在无法触及或无法详细检测的部位。对于中国，现有的检测系统和技术尚不完善，仍存在很多的问题。

同时我们不要过高预期桥梁健康监测系统 ，客观看待桥梁安全检测技术的现有水平 。桥梁安全检测技术依赖于检测仪器（硬件）和信号处理分析以及结构分析理论（软件）。应该说硬件和软件均在不断发展中。 现有的测试技术可以满足大多数中小型钢筋混凝土桥梁的病害检测，但对于大型桥梁的某些缺陷，对于斜拉索或吊杆内钢丝的断裂与锈蚀，斜拉索或吊杆的锚头状况，结合构件的结合面状况，预应力筋状况，预应力管道灌浆密实度，水下基础病害等目前尚缺乏可靠的检测技术。

?  近十多年来，国内外（尤其是国内）许多大型桥梁的建设方热衷于大型桥梁健康监测系统的开发。这在很大程度上是过高地预期了监测系统的能力。 事实上，目前甚至将来相当长的时间内，如何从监测信号判断大桥的技术状况将一直是个难题。至少在今天，盲目投资大量财力于桥梁长期监测系统并非明智之举。

6.2 未来的发展趋势

6.2.1 桥梁检测技术的发展

传统的桥梁检测方法主要依赖于动静载试验和检测人员的现场目测，辅以混凝土硬度实验、超声波探测、腐蚀作用实验等多种检测手段。进入20世纪90年代，现代传感与通信技术的发展，无损检测技术出现了前所未有的发展势态，先后涌现出大批新的检测方法和检测手段，使无损检测技术向着智能化、快速化、系统化的方向发展。如利用相干激光雷达测试桥梁下部结构的挠度，利用全息干涉仪和激光斑纹测量桥体表面的变形状态，利用双波长远红外成像检测桥梁混凝土层的损伤等。随着振动实验模态分析技术的发展，运用振动测试数据进行结构动力模型修正理论得到了充分的发展，为桥梁结构的安全检测开辟了新的途径。基于振动模态分析技术，研究发现，结构的动力响应是整体状态的一种度量，当结构的质量、刚度和阻尼特性发生变化时，选用结构振动模态作为权数，对结构损伤前后的模态变化量进行加权处理，从而实现对单元损伤的识别和有效定位。在以后的研究中我们仍需要发展和研究以下内容：

1)先进的桥面板检测系统,包括双带远红外热成像系统、地面渗透雷达等。

2)先进的桥梁测试和健康监测系统,包括全桥监测系统的无线电发送、精确的差分式全球定位系统测量桥梁变形、应用钢传感器对桥梁超载进行测量和监测等。

3)先进的疲劳裂纹探测和评估系统,包括测桥梁裂纹的新型超声波和磁分析仪系统、热成像系统、便携式声发射系统、无线应变测量系统、微波探测和定量分析、无源疲劳荷载测量设备和电磁声发射传感器等。

4)先进的锈蚀探测和评估技术,包括磁漏探测技术、探测先张法压浆空隙的冲击—反射系统、埋入式锈蚀微传感器以及以磁为基础的测量系统。

5)用强迫振动响应法定量评估桥梁下部结构、用激光振动计测量斜拉索索力以及量化的无损检测方法与桥梁管理系统结合的课题。

6.2.2 桥梁管理系统的完善

桥梁管理系统是以系统论思想为指导，综合运用运筹学、系统分析、经济

学、工程技术以及计算机技术，协调各项桥梁管理活动，为桥梁管理部门提供科学决策依据的计算机系统。联合国经济合作与发展组织（OECD ）在关于桥梁管理的报告中把桥梁管理系统定义为：“协助公路桥梁管理部门制订适合于本部门政策、长期规划和可用资金的最优维护策略的工具”。具体来讲，桥梁管理系统是关于桥梁基本数据、桥梁检测、状态评估、结构退化预测、维护对策和计划以及经济分析的计算机信息系统，如图8所示。

图8 桥梁管理系统

    建立一个系统化、智能化的桥梁管理系统，则可以辅助桥梁管理部门对现有桥梁进行有效的管理，包括有计划的监测和检查，桥梁技术状况的评估，结构退化的合理预测以及制订合理的、优化的养护维修计划等。这样就可以减少不必要的、偶然性的损失和桥梁生命期内的投资费用。同时，桥梁管理系统的建立、实施与维护可以有效地促进桥梁管理活动的制度化、规范化和科学化，摆脱桥梁维护“坏了再修”的做法，并可以为桥梁设计和施工提供有益的信息，促进桥梁建设的进一步发展。因此有必要建立并不断完善桥梁管理系统。

7  结论

学完桥梁检测部分，让我了解了目前国内外关于桥梁检测技术的发展现状和国内外的发展现状与差距。同时让我学到了关于桥梁结构常见的一些结构性缺陷、桥梁管理系统、桥梁检测的方法和手段以及桥梁荷载试验和评定等内容，并能够结合实例桥型初步可以制定出一份检测报告，对整个工程的检测流程和内容有了全面的认识和了解。同时也看到了桥梁检测目前存在的不足和有待需要发展的地方。

作为一个未来的桥梁工作者和建设者，目前我应该努力学好专业理论知识，学好力学分析课程，能够熟练和准确的判断出结构最不利位置和可能发生破坏的地方。在学好理论知识的同时注重实践，将理论和实践相结合，从而加深和理解理论在工程中的应用。未来做一名优秀的桥梁建设者，不断地为祖国的桥梁建设做出自己的一点贡献。

     再次感谢张老师对我们的认真详细的讲授，使我受益颇深。