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桥梁结构损伤检测方法综述

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桥梁结构损伤检测方法综述

摘要：目前科学技术正在不断提高，全球交通发展迅猛，在这其中，桥梁的发展显得尤为重要。桥梁是交通运输中不可或缺的组成部分，因此，保证桥梁结构的安全是保证交通系统正常安全运行的重要前提。随着我国桥梁建设的数量越来越多，为了确保桥梁的安全性，桥梁结构的损伤检测的重要性就显而易见了。笔者通过阅读大量相关文献，在本文中介绍了当前桥梁的常规检测内容和常用的桥梁结构损伤识别和检测方法及现有的检测技术，以便为行业相关从业人员提供参考。

关键词：桥梁结构；损伤；检测

1 引 言

桥梁在交通建设中起到了相当重要的连接作用，桥梁在很多地区都为交通建设降低了建设成本，缩短了两地之间的建设距离。桥梁工程建成投入使用后，随着使用时间的不断增加，车辆等荷载的重压次数不断增加，桥梁结构也会随之损伤而发生破坏。如果对桥梁结构的损伤部位和损伤程度不清楚，就会容易导致桥梁垮塌等严重事故的发生，造成不可挽回的损失。因此，为了使桥梁能够更加安全可靠的使用，就必须对桥梁结构的损伤有一个清晰的认识。因此可以采用桥梁结构的损伤检测技术对桥梁结构的损坏程度进行检测，从而提出有效的解决措施，采用相应的技术方法对桥梁进行维护和保养，保证桥梁结构的安全运行，延长桥梁结构的使用寿命，提高其运营能力。

2 桥梁检测的常用方法

宋春华在《桥梁结构的损伤检测技术》一文中将桥梁检测方法分为桥梁结构局部损伤的检测技术和桥梁结构的全部损伤的检测技术两大类[1]。

2.1 桥梁结构局部损伤的检测技术

局部损伤结构的检测是一种细观的方法，能够准确衡量桥梁的损伤程度。

（1）红外线法

桥梁结构在使用过程中，会在外部荷载与内力的双重作用下产生裂缝等病害，从而造成混凝土表面出现剥离的现象，同时发生局部损伤的部位会发生温度变化。因此，可以使用红外线对桥梁结构的温度进行测试，从而检测出桥梁局部损伤的程度。由此可见，局部损伤可以改变桥梁结构局部位置的温度，而红外线测试能够及时地捕捉到温度变化的信息，检测出桥梁结构内部损伤的情况。但是同时，此方法存在一个缺点，即这类设备比较复杂，使用相应设备检测桥梁结构的损伤时，必须禁止车辆通行，直到检测完成方可通行。

（2）射线法

在桥梁结构的检测过程中，射线的穿透性特别强，因此可以通过射线穿透结构后的情况，准确地反映出结构内部的损伤情况。此方法的基本原理是，射线穿透结构时，利用物质吸收射线的作用，不同状态物质能够反映出的谱相不同。因此桥梁结构中损伤部位和完整部位所反映出的谱相也是不同的，形成比较大的差异性，从而可以通过射线的图像，确定结构损伤部位的具体情况。此外，这种方法可以避免放射存在的危害，在进行检测之前，可以充分保证其整个检测系统的安全性。

（3）超声波法

这种方法在检测桥梁结构局部损伤的过程中，使用仪器发射应力波，由于这种应力波在固体结构中的传播形式时相同的，因此在该波经过结构中的损伤部位时，会产生显著的变化。从而可以通过分析其得到的波形数据，比如波速和频率等信息[2]。因此，在桥梁结构检测中，通过超声波可以及时检测出结构损伤的位置。此种方法具有较强的适用性，可以检测任何一种桥梁结构材料的局部损伤。

（4）声发射方法

声发射方法同样能够检测所有的桥梁结构形式和材料。通过了解桥梁结构的材料性质，能够检测出具体的缺陷，当结构发生局部损伤时，在声发射过程中，及时检测出具体的损伤位置。在桥梁结构检测之前，需要安装发射和接受的装置，及时地捕捉能量信号，然后将其转换为电信号，在确定出损伤位置的具体情况之后，最后分析损伤程度。

2.2 桥梁结构全部损伤的检测技术

全部损伤检测的检测方法，其综合性能相当强，在桥梁结构检测中，根据其使用的全部结构损伤信息，来及时地了解桥梁结构的具体情况。全部损伤检测的检测方法具体有时域检测法、频域检测法以及模型修正法等。

曾杨、徐燕等在《桥梁结构损伤检测与加固》一文中指出桥梁检测的常用方法有以下三种：外观检查、荷载试验和无损检测[3]。

2.3 外观检查

外观检查的主要内容包括：桥面系的外观检查、桥梁上部结构和下部结构的检查以及支座的检查。

2.4 荷载试验

根据施加的荷载类型不同，荷载试验可以分为动载试验与静载试验。

动载试验的主要内容为动载响应与结构动力特性的试验和分析。检测的主要部位是结构动力效应最大构件的动变形以及动应力的控制截面。

静载试验是根据桥梁结构的荷载等级，将静载布置在最不利的位置，检测桥梁结构在试验荷载的作用下的应力、应变、挠度以及裂缝等参数。从而了解整个桥梁结构在静荷载作用下的受力特性与工作状态，最后根据测量出的参数，分析出结构的强度、刚度以及抗裂性能等，判断出桥梁结构的承载能力。

2.5 无损检测

无损检测已经有自然电位检测、光干涉、机敏砼检测、磁试验、x射线检测等，并且已经在桥梁结构检测中得到了良好的应用。

3 对桥梁检测技术方法的展望

通过桥梁结构损伤检测技术对桥梁结构进行检测，可以很清楚地了解到桥梁损伤部位的具体情况，从而了解到桥梁结构的使用和运行的情况，采用相应技术方法对桥梁进行保养和维护，防止桥梁崩塌等事故的发生，保证桥梁的安全运营。

目前工程技术和计算机技术正飞速发展，人工智能等高新技术可能将广泛应用于工程领域的各个方面。桥梁结构检测技术是一项具有很强综合性的技术，这不仅需要有坚强有力的理论做支撑，更需要相关从业人员具有非常丰富的现场桥梁检测经验。

4 结 论

笔者在阅读大量文献得出结论：在桥梁结构损伤检测中，有桥梁结构局部损伤的检测技术和桥梁结构的全部损伤的检测技术。对桥梁结构局部损伤的检测，目前已经有声发射方法、有射线法、超声波法以及红外线法等先进的无损检测技术。在桥梁结构的全部损伤的检测技术中，也有时域检测法、频域检测法以及模型修正法等。使用这些检测方法在对桥梁结构进行检测时，技术侧重点有所不同，这就要求从事相关工作的检测人员能够全面地了解和掌握各种测量方法。 参考文献：

[1]宋春华.桥梁结构损伤的检测技术[J].交通世界.2018，（C2）：146-147.

[2]赵剑.浅析公路桥梁检测技术分析与应用[J].中国水运（下半月），2013（6）：154.

[3]杨珊珊.公路桥梁结构的损伤检测技术探究[J].建筑工程技术与设计.2016，（22）.

[4]曾杨，徐燕.桥梁结构损伤检测与加固[J].商品与质量（房地产研究）.2014，（4）：207.

[5]张延林.公路桥梁结构的损伤检测技术分析[J].工业B.2015，（36）：148.

[6]沈传贺.桥梁结构的损伤检测与识别技术研究[J].城市建设理论研究.2013，（12）.

[7]李鹏.大跨桥梁结构损伤检测的研究进展[J].山西建筑.201，（33）：163-164.

[8]杨旭，王雪涛.桥梁结构损伤识别综述[J].建筑工程技术与设计.2015，（9）.

[9]Schmidt，J.W.；Hansen，S.G.；Barbosa，R.A.；Henriksen，A.Novel shear

scale concrete bridge.Eng.Struct.2014，79，365-374.[CrossRef].

[10]Ichikawa，T.；Miura，M.Modified model of alkali-silica

reaction.Cem.Concr.Res.2007，37，1291-1297.[CrossRef].

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桥结构结构健康监测综述

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-----自动损伤识别

自动损伤识别是真正意义上的桥梁监测系统的核心, 是目前国际上的研究热点,目前还在研究阶段。

1 自动损伤识别的方法

不同国家的学者已经研究出许多自动识别损伤的方法, 这些方法可用来形成软件, 安装在桥梁监测系统中。自动识别损伤的方法大致可分为两类:

(1) 无模型的识别方法: 它们不使用结构模型,属于这类方法的有: 基于PRF 的损伤识别指标[ 2 ]方法, 包括W avefo rm Chain Code (WCC, 其中又包括量测FRF 的斜率差和曲率差)、A dap t ive Temp lateM ethods (A TM ) 和Signatu

re A ssu rance Criteria(SAC)。此外还有人工神经元网络、ARMA 模型、模

式识别等。

(2) 有模型的识别方法: 它们使用结构的有限元模型进行识别。这类方法又可分为两种: 基于模态参数的识别方法和直接的系统识别方法。基于模态参数的识别方法分为两步, 首先通过动测进行模态参数(自振频率、振型、振型阻尼比、应变模态) 识别, 然后通过模态参数识别损伤。第二步工作又有两种方法, 一种是通过损伤识别指标进行识别, 由于模态参数对损伤不敏感, 长期以来人们试图对模态参数进行加工, 以提高其对损伤的灵敏度, 定义了损伤识别指标后, 可把它当作结构指纹, 通过比较完好状态的结构指纹和受损状态的结构指纹来识别损伤。已经定义的损伤识别指标如下[ 2 ]: 基于振型的损伤识别指标有Coo

rdinate Modal A ssu rance Criteria(COMAC)、曲率模态差和柔度矩阵差; 基于应变模态的损伤识别指标有应变模态差。评价损伤识别指标优劣的标准是对结构损伤的灵敏度。上述指标中曲率模态差、柔度矩阵和应变模态差对结构损伤的灵敏度较高。

由模态参数识别损伤第二步工作的另一种方法是由模态参数确定结构的刚度矩阵的变化, 是一种形式的参数估值问题。直接的系统识别方法则直接由结构反应确定结构的刚度矩阵, 是另一种形式参数估值问题。参数估值问题也称逆问题,

桥梁结构损伤参数识别技术的研究现状和发展趋势

桥梁结构损伤参数识别技术的研究现状和发展趋势

２０１３年第３期（总１９１期）　安徽建筑　

安　

徽　

建　

筑　交　通　工　程　研　究　与　应　用　

圜　桥梁结构损伤参数识别技术的研究现状和发展趋势　

Ｔｈｅ　Ｃｕｒｒｅｎｔ　Ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　Ｄａｍａｇｅ　Ｖａｒｉａｂｌｅ　ｆｏｒ　Ｂｒｉｄｇｅ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｉｔｓ　

Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　Ｔｒｅｎｄ　

周　云　（中铁四局集团有限公司，安徽合肥２３００７１）　

摘　要：根据国内外最新文献的分析研究，对近年来桥梁结构早期损　伤识别技术的方法的研究现状进行了综述，并对各种桥梁结构早期损　伤识别的方法进行了评述；讨论了各种方法在理论上和实际应用中存　在的问题、误差和局限性，同时指出了桥梁工程结构早期损伤识别技　术发展的方向和趋势。　关键词：损伤识别；损伤定位；模态分析；研究现状；发展趋势　中图分类号：Ｕ４４５．７　１　文献标识码：Ａ　文章编号：１　００７—７３５９（２０１　３）０３—０１　６８—０２　

０前言　

自上世纪５０年代以来，结构的健康监测越来越受到人们　的重视。早期的研究主要集中在航空航天器方面，这主要是为　了降低对人的生命危险。但在土木工程方面，随着使用年限的　

增加，工程结构中不可避免的存在表面和内部缺陷，工程结构　中的梁板裂缝、火灾后的混凝土损伤、钢结构的开焊及结构中　存在的内部缺陷往往具有很大的危险性。如何评价灾后的受损　和老化受损结构的残存承载力和可靠性，以便对结构能否继续　

使用和是否需要加固做出正确决策，是当今结构工程研究的重　大课题。正确、快速地识别结构的损伤，对保证结构的安全、预　防事故的发生都有着重要意义。　

工程结构损伤故障诊断的机理比较复杂，通常认为工程结　构发生故障就是与正常结构比较时，在某一方面发生了异常现　象，这些现象表现在表征结构的各种特征参数上，如静态特征、　动态特征、表面状态、形状大小、位移和环境条件等。常用的结　

综述道路桥梁检测技术_0

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综述道路桥梁检测技术

摘要：道路桥梁的检测是保证公路建设和公路管理质量的关键工作，本文就通过对道路桥梁检测的主要作用及几种常见的道路桥梁检测技术进行了分析，希望能为同行提供可借鉴的经验。

关键词：道路桥梁 检测技术 方法

随着我国经济的飞速发展，我国的公路建设取得了令人瞩目的巨大成就。普通公路和高速公路的发展极大地提高了中国公路网的整体技术水平，优化了交通运输结构，有力的促进了我国经济的发展和进步。但同时，我国就不得不面临着公路建设和公路养护管理的双重任务，如何保证公路建设质量和进行科学合理的养护管理都是摆在公路建设者各管理者面前的重要任务。实践证明，建立有效的质量监理和管理保障体系是实现这两个任务的关键所在，而道路与桥梁工程的检测工作则是实现这一目标的重要手段。

1 道路桥梁检测的主要作用

1.1 通过对旧路的检测工作，可以为养护及改建提供准确依据

公路基本建设一般会经历三个阶段：新建阶段、新建与养护并重阶段、养护与改建阶段。从我国公路发展及路网公布的状况分析来看，我国部分省份地区已进入到了新建与养护并重阶段，对于较发达的地区，则已进入以养护、改建为重点的阶段。随着交通量的进一步增长和交通轴载的增加，各地大量的道路和桥梁都需要进行养护维修和改建加固。而对旧道路桥梁工程检测得到的数据，则是确定合理养护改建方案、进行科学养护管理的重要依据。

1.2 通过对新建公路的检测工作，可以保证工程质量

对于新建公路、道路与桥梁工程进行检测是确定工程设计参数、控制施工质量、工程验收评定的重要依据。新建公路施工前、施工中进行的检测工作，可以积累必要的原始技术资料；施工结束后的竣工检测，可以评估建设质量，这些都是保证新建公路工程质量的必要手段。在高等级公路建设中，桥梁工程不仅规模巨大，而且技术难度相对较高。为确保桥梁承载能力和质量，在大中型桥梁竣工后，均应进行鉴定检测。通过对测试结果的综合分析，掌握桥梁的技术状况，确定桥梁的使用条件，可以有效地保证桥梁结构物使用的安全性与耐久性。此外，对新型结构桥梁进行鉴定性监测工作，通过了解荷载作用下桥梁实际受力状态，探索具有普遍意义的规律，可为充实和发展桥梁结构计算理论积累丰富的经验和宝贵资料。

道路桥梁检测有哪些方法

道路桥梁检测有哪些方法

道路桥梁检测有哪些方法

道路桥梁检测常用的方法包括：

1. 目视检查：通过人工观察和检查，识别和评估桥梁的损伤和病害，如裂缝、腐蚀等。

2. 混凝土结构检测：使用无损检测技术，如超声波、雷达等，评估混凝土桥梁的质量和状况。

3. 钢结构检测：使用无损检测技术，如磁粉探伤、超声波、涡流探伤等，检测桥梁的钢结构的缺陷和腐蚀。

4. 勘测测量：使用地面测量仪器和技术，测量桥梁的几何参数和形变，评估结构的稳定性和变形情况。

5. 荷载测试：通过安装荷载传感器和监测系统，实时监测桥梁的荷载响应，评估结构的强度和刚度。

6. 桩基检测：使用声纳、超声波和其他技术，检测桥梁的桩基质量和承载力。

7. 隐患预警：使用结构健康监测系统，通过传感器和数据分析，监测桥梁的动态性能和病害，实现早期预警和预防。

8. 桥梁全景检测：利用无人机、激光雷达和摄像机等技术，对桥梁进行全景扫描和三维建模，获取全面的结构信息和病害情况。

9. 数字模拟仿真：使用计算机模型和有限元分析方法，模拟桥梁的荷载和响应，评估结构的安全性和可靠性。

10. 环境监测：通过安装环境传感器，监测桥梁周围环境的变化，如温度、湿度、水位等，评估环境因素对桥梁结构的影响。