內容提要：介紹混凝土橋梁檢測技術的基本內容和其發展動向

；對混凝土橋梁的靜載試驗和動載試驗進行了描述，結合國內外的檢測技術新的發展談自己對橋梁檢測前景的想法。


關鍵詞：混凝土橋梁；橋梁檢測技術
；荷載試驗；靜載試驗；動力試驗
； 

近幾十年來，我國的江河上和城市內，都修建了許多特大和大
、中型橋梁，包括鐵路橋梁、公路橋梁、公(gong)鐵(tie)兩(liang)用(yong)橋(qiao)和(he)城(cheng)市(shi)的(de)立(li)交(jiao)橋(qiao)等(deng)。這(zhe)些(xie)橋(qiao)梁(liang)在(zai)建(jian)設(she)中(zhong)和(he)運(yun)營(ying)管(guan)理(li)期(qi)間(jian)
，都(dou)需(xu)要(yao)進(jin)行(xing)大(da)量(liang)常(chang)規(gui)的(de)技(ji)術(shu)檢(jian)測(ce)工(gong)作(zuo)，以(yi)確(que)保(bao)工(gong)程(cheng)的(de)設(she)計(ji)要(yao)求(qiu)和(he)施(shi)工(gong)質(zhi)量(liang)及(ji)運(yun)行(xing)安(an)全(quan)。而(er)同(tong)時(shi)許(xu)多(duo)早(zao)期(qi)修(xiu)建(jian)的(de)橋(qiao)梁(liang)結(jie)構(gou)
，由(you)於(yu)年(nian)久(jiu)失(shi)修(xiu)，導(dao)致(zhi)橋(qiao)梁(liang)局(ju)部(bu)出(chu)現(xian)了(le)一(yi)些(xie)病(bing)害(hai)


，例(li)如(ru)
，混(hun)凝(ning)土(tu)表(biao)麵(mian)脫(tuo)落(luo)，鋼(gang)筋(jin)外(wai)露(lu)
；混凝土碳化、鹽yan蝕shi嚴yan重zhong
，使shi主zhu要yao受shou力li截jie麵mian的de抗kang壓ya性xing能neng受shou到dao削xue弱ruo等deng等deng不bu一yi而er足zu。因yin此ci，今jin天tian的de橋qiao梁liang檢jian測ce領ling域yu不bu僅jin僅jin包bao括kuo成cheng橋qiao前qian靜jing載zai和he動dong力li試shi驗yan，還hai涵han蓋gai到dao大da量liang舊jiu橋qiao的de檢jian測ce與yu維wei護hu上shang，隻zhi有you通tong過guo檢jian測ce，評ping價jia其qi使shi用yong可ke靠kao度du、估(gu)計(ji)其(qi)剩(sheng)餘(yu)壽(shou)命(ming)，才(cai)能(neng)為(wei)橋(qiao)梁(liang)主(zhu)管(guan)部(bu)門(men)的(de)決(jue)策(ce)提(ti)供(gong)依(yi)據(ju)。在(zai)我(wo)國(guo)

，混(hun)凝(ning)土(tu)橋(qiao)梁(liang)的(de)檢(jian)測(ce)技(ji)術(shu)經(jing)過(guo)幾(ji)十(shi)年(nian)的(de)發(fa)展(zhan)，已(yi)比(bi)較(jiao)成(cheng)熟(shu)，但(dan)與(yu)國(guo)外(wai)研(yan)究(jiu)的(de)最(zui)新(xin)技(ji)術(shu)相(xiang)比(bi)
，還(hai)有(you)一(yi)定(ding)的(de)差(cha)距(ju)

，本(ben)文(wen)著(zhe)重(zhong)介(jie)紹(shao)混(hun)凝(ning)土(tu)橋(qiao)梁(liang)的(de)檢(jian)測(ce)技(ji)術(shu)在(zai)我(wo)國(guo)及(ji)世(shi)界(jie)範(fan)圍(wei)內(nei)的(de)應(ying)用(yong)及(ji)其(qi)新(xin)發(fa)展(zhan)。一(yi)
、混凝土橋梁的檢測技術

混凝土橋梁的檢測離不開荷載試驗。一般來說，有以下情況需進行荷載試驗：一是興建的大跨度混凝土橋，尤其當采用了新結構
、新材料和新工藝的橋跨結構更需進行荷載試驗
；二是需通行特種車輛的新舊橋梁，為保證該橋使用安全，需按實際輪位和軸重進行模擬荷載試驗或等效菏載試驗；三是修複的
、改建的或加固的舊橋
，為驗證工程效果，需進行驗收或鑒定性荷載試驗；四是年久失修，且缺乏設計和施工技術數據的舊橋
，為判斷是否能承受預計的荷載，也需進行荷載試驗。

（一）荷載試驗分類及其準備

1 ．荷載試驗分類，按所加荷載性質，可分為靜載試驗和動力試驗；按加載數量與標準設計荷載的比值（包括衝擊係數在內）可分為三種：基本荷載試驗、重荷載試驗和輕荷載試驗，本文著重闡述靜載試驗和動力試驗。

2 ．荷載試驗準備：試驗前，需做好充分的準備，這就要求盡可能的收集設計與施工資料，這也是為確定試驗荷載
、布置測點以及以後的測試數據的對比分析。這些資料包括橋跨的總體與各截麵幾何尺寸、標高
、設計荷載等級、行車道標準、支座和墩台位置標高及布置，材料的物理力學性能等。如有可能，一方麵，從設計單位那裏索取該橋的控製截麵的計算內力、計算撓度

、影響線和結構的自振頻率等；另一方麵，從施工方那裏索取該橋的實際尺寸、標高、施工時材料數據，尤其是混凝土的強度增長數據
、彈模數據
、荷載試驗時混凝土的齡期等。與此同時，還應做好實橋調查工作，對實橋表麵的病害
，用圖標明病害位置和病害程度；摸mo清qing橋qiao址zhi處chu的de供gong電dian和he交jiao通tong情qing況kuang，當dang地di的de氣qi象xiang情qing況kuang
，有you無wu試shi驗yan所suo需xu的de標biao準zhun車che輛liang等deng第di一yi手shou資zi料liao，因yin為wei這zhe些xie都dou可ke能neng影ying響xiang到dao事shi先xian所suo擬ni訂ding的de試shi驗yan方fang案an，如ru能neng及ji早zao發fa現xian情qing況kuang和he間jian題ti，就jiu可ke以yi對dui試shi驗yan方fang案an進jin行xing及ji時shi修xiu改gai。


（二）靜載試驗

混凝土橋梁的靜載試驗，一般需進行以下測試內容：

1 ．結構的豎向撓度、側(ce)向(xiang)撓(nao)度(du)和(he)扭(niu)轉(zhuan)變(bian)形(xing)。每(mei)個(ge)跨(kua)度(du)內(nei)至(zhi)少(shao)有(you)三(san)個(ge)測(ce)點(dian)，並(bing)取(qu)得(de)最(zui)大(da)的(de)撓(nao)度(du)及(ji)變(bian)形(xing)值(zhi)，同(tong)時(shi)觀(guan)測(ce)支(zhi)座(zuo)下(xia)沉(chen)值(zhi)。有(you)時(shi)測(ce)試(shi)也(ye)為(wei)了(le)驗(yan)證(zheng)所(suo)采(cai)用(yong)的(de)計(ji)算(suan)理(li)論(lun)，要(yao)實(shi)測(ce)控(kong)製(zhi)截(jie)麵(mian)的(de)內(nei)力(li)和(he)撓(nao)度(du)縱(zong)向(xiang)和(he)橫(heng)向(xiang)影(ying)響(xiang)線(xian)。

2 ．記錄控製截麵的應力分布，並取得最大值和偏載特性。沿截麵高度不少於5 個測點，包括上
、下緣和截麵突變處。有些結構需測試支點及附近、橫隔板附近剪應力和主拉應力
，此時需將應變計布成應變花。

3 ．支座的伸縮

、轉角，支座的沉降；墩頂位移及轉角。

4 ．仔細觀察是否已出現裂縫
，出現初始裂縫時所加的荷載
，仔細表明裂縫出現的位置、方向、長度、寬度及卸載後閉合情況。如果結構的控製截麵變形、應(ying)力(li)或(huo)裂(lie)縫(feng)擴(kuo)展(zhan)

，在(zai)尚(shang)未(wei)加(jia)到(dao)預(yu)計(ji)最(zui)大(da)試(shi)驗(yan)荷(he)載(zai)前(qian)，已(yi)提(ti)前(qian)達(da)到(dao)或(huo)超(chao)過(guo)設(she)計(ji)標(biao)準(zhun)的(de)允(yun)許(xu)值(zhi)，應(ying)立(li)即(ji)停(ting)止(zhi)加(jia)載(zai)，同(tong)時(shi)注(zhu)意(yi)觀(guan)察(cha)裂(lie)縫(feng)擴(kuo)展(zhan)情(qing)況(kuang)，撤(che)離(li)儀(yi)器(qi)和(he)人(ren)員(yuan)。

5 ．細觀察卸載後的殘餘變形。對於特殊結構而言，如懸索橋和斜拉橋，尚需觀察索力和塔的變位並進行支座的測定。

混hun凝ning土tu橋qiao的de靜jing載zai試shi驗yan
，對dui關guan鍵jian控kong製zhi截jie麵mian的de測ce試shi
，嚴yan格ge在zai該gai截jie麵mian影ying響xiang線xian上shang加jia載zai標biao準zhun荷he載zai車che隊dui，以yi確que定ding標biao準zhun車che輛liang在zai橋qiao上shang的de輪lun位wei位wei置zhi。除chu了le對dui加jia載zai車che輛liang的de輪lun位wei有you所suo控kong製zhi外wai
，試shi驗yan時shi溫wen度du是shi一yi個ge重zhong要yao因yin素su。通tong常chang而er言yan，溫wen度du變bian化hua一yi攝she氏shi度du，混hun凝ning土tu構gou件jian將jiang產chan生sheng十shi個ge微wei應ying變bian的de變bian形xing
，對dui於yu50 號混凝土
，相應於0 . 35 吻a 的應力誤差。因此應做好溫度補償和收縮補償塊等工作，以直接或間接消除溫度及收縮的影響。

（三）動力試驗

橋(qiao)梁(liang)結(jie)構(gou)的(de)動(dong)力(li)試(shi)驗(yan)是(shi)研(yan)究(jiu)橋(qiao)梁(liang)結(jie)構(gou)的(de)自(zi)振(zhen)特(te)性(xing)和(he)車(che)輛(liang)動(dong)力(li)荷(he)載(zai)與(yu)橋(qiao)梁(liang)結(jie)構(gou)的(de)聯(lian)合(he)振(zhen)動(dong)特(te)性(xing)
，其(qi)測(ce)試(shi)數(shu)據(ju)是(shi)判(pan)斷(duan)橋(qiao)梁(liang)結(jie)構(gou)運(yun)營(ying)狀(zhuang)況(kuang)和(he)承(cheng)載(zai)特(te)性(xing)的(de)重(zhong)要(yao)指(zhi)標(biao)。眾(zhong)所(suo)周(zhou)知(zhi)，橋(qiao)梁(liang)在(zai)設(she)計(ji)時(shi)，要(yao)避(bi)免(mian)外(wai)界(jie)的(de)強(qiang)迫(po)振(zhen)動(dong)源(yuan)，如(ru)風(feng)、車che輛liang等deng的de頻pin率lv與yu橋qiao跨kua結jie構gou的de自zi振zhen頻pin率lv相xiang等deng，否fou則ze會hui引yin起qi過guo大da的de共gong振zhen振zhen幅fu危wei及ji橋qiao梁liang的de使shi用yong安an全quan。同tong理li，當dang車che輛liang以yi某mou一yi速su度du通tong過guo橋qiao麵mian時shi，橋qiao跨kua的de動dong撓nao度du和he動dong應ying力li最zui大da，那na麼me，此ci時shi的de車che速su稱cheng為wei臨lin界jie車che速su。由you臨lin界jie車che速su引yin起qi的de共gong振zhen將jiang產chan生sheng動dong力li擴kuo大da效xiao應ying並bing直zhi接jie影ying響xiang到dao橋qiao梁liang的de安an全quan使shi用yong
，通tong常chang用yong衝chong擊ji係xi數shu來lai表biao示shi這zhe種zhong擴kuo大da效xiao應ying。橋qiao梁liang的de動dong力li試shi驗yan，主zhu要yao是shi圍wei繞rao衝chong擊ji係xi數shu做zuo文wen章zhang，實shi際ji的de的de動dong力li試shi驗yan包bao括kuo以yi下xia內nei容rong：


1 ．測定橋跨結構在車輛荷載下的強迫振動特性，如衝擊係數、強迫振動頻率、動位移和動應力等。

2 ．測定橋跨結構的自振特性


，如自振頻率、振型和阻尼特性等。

橋跨結構的動力試驗，首先必須使結構產生振動，然後通過儀器記錄下結構的振動時程曲線，再通過專門的FFT （快速傅立葉轉換）yiqi，fenxichujiegoudegexiangzhendongtexing。youliangzhongfangfakemoniwaijieduijiegoudedonglijizhen，zheqizhongbaokuowentaijizhenhemaidongjizhen。wentaijizhenbaokuoyiyilianghuoduoliangbingxingmanzaichelieyibutongsuduguoqiaohuozaiqiaoshangzhidong。ermaidongjizhenkezhijieliyongwaijiesuijizhenyuan。donglifenxishebeiyuelaiyuexianjin，juyoufengfujingyandegongchengshikezhijiefenxishuchujieguo。danyuzhitongshidelilunfenxi，yushijiqingkuangrengcunzaixiangdangdechabie。zaijinxingdonglishiyanshi，yingzhuyijiegoukongzhijiemianshangdeshicezuidadongyingli

、動撓度和最低標準限值應小於標準的容許值。否則容易對橋梁結構造成損壞。

二、國內外檢測技術的一些最新發展

在zai美mei國guo，每mei年nian有you大da量liang的de橋qiao梁liang急ji需xu維wei修xiu，為wei了le確que保bao橋qiao梁liang的de維wei修xiu經jing費fei的de合he理li使shi用yong，美mei國guo公gong路lu管guan理li局ju擬ni采cai用yong一yi種zhong貝bei葉ye斯si預yu測ce技ji術shu，將jiang以yi前qian的de檢jian測ce數shu據ju和he工gong程cheng判pan斷duan組zu合he起qi來lai
，可ke清qing楚chu的de考kao慮lv到dao測ce量liang的de錯cuo誤wu，將jiang建jian立li在zai工gong程cheng評ping價jia和he先xian前qian的de經jing驗yan信xin息xi上shang融rong入ru到dao未wei來lai的de混hun凝ning土tu橋qiao梁liang衰shuai變bian預yu測ce中zhong

，並bing可ke隨sui時shi將jiang新xin的de檢jian測ce數shu據ju增zeng添tian到dao已yi有you橋qiao梁liang的de管guan理li係xi統tong中zhong的de架jia構gou中zhong。這zhe種zhong技ji術shu現xian已yi運yun用yong於yu克ke羅luo拉la多duo州zhou的de一yi座zuo預yu應ying力li橋qiao梁liang上shang。美mei國guo公gong路lu管guan理li局ju早zao已yi開kai始shi對dui美mei國guo國guo內nei所suo有you的de橋qiao梁liang的de基ji本ben數shu據ju建jian庫ku

，並bing可ke將jiang以yi後hou的de檢jian測ce所suo獲huo得de數shu據ju不bu斷duan的de更geng新xin數shu據ju庫ku中zhong的de內nei容rong。


美國AASHTO已建立起“DATAPAVE路麵長期管理使用性能數據庫管理係統”


，相信不久其相應的橋梁數據庫管理係統也將建立起來。我國上海市現已著手建立”上海市城市橋梁管理係統”，它通過對橋梁的不同部位進行評價
，通過加權彙總成全橋的橋梁缺損狀況值( Bcl ) ，最後得出該橋的使用可靠度，這種分析充分運用了模糊數學的知識。目前，將損傷力學用於橋梁表麵病害、guzhangjiance，yiyoubushaochengguojianshi，youxuezherenweikeyongtaculvegujilaoqiaoliangdecanyushouming。duoxuekedejiaochadadafazhanleqiaoliangdejiancelilun

，zhebiaozhizheyihouqiaoliangkekaoduzonghepingjiajishufazhandefangxiang

，jiancefangfadefazhanyeshirixinyueyi。guoquxielaqiaodexielasuofashengduansuoshigu
，wucongzhixiao。xianzai
，shiyongciloujiancejishukezhijiejiancechushifouduansuoheduansuobuwei。zhuangjishiyanfangfayeyiyoudadetupo。yingyongbodongfangchengdejiexifa（cAs 日、分析法（sMITH ）、以及實測曲線擬合法（CAP- WAP 、CAPWAP / C ）進(jin)行(xing)樁(zhuang)的(de)動(dong)測(ce)試(shi)驗(yan)，已(yi)取(qu)得(de)多(duo)種(zhong)經(jing)驗(yan)。例(li)如(ru)高(gao)應(ying)變(bian)動(dong)力(li)檢(jian)測(ce)技(ji)術(shu)業(ye)已(yi)在(zai)國(guo)內(nei)外(wai)得(de)到(dao)了(le)廣(guang)泛(fan)的(de)應(ying)用(yong)，並(bing)列(lie)入(ru)相(xiang)應(ying)的(de)規(gui)程(cheng)中(zhong)。動(dong)力(li)分(fen)析(xi)的(de)快(kuai)速(su)傅(fu)立(li)葉(ye)變(bian)換(huan)（FFT） 的設備也從硬件式到“Pc 分析儀”，這就大大的降低了費用。大量新型的設備已投入到生產實踐中
，新型傳感器具有更高的精度、可靠度和耐久性
；檢測數據通過可靠的自動化數據收集係統、處(chu)理(li)係(xi)統(tong)可(ke)直(zhi)接(jie)輸(shu)出(chu)結(jie)果(guo)

，節(jie)省(sheng)了(le)大(da)量(liang)時(shi)間(jian)
，同(tong)時(shi)能(neng)保(bao)證(zheng)數(shu)據(ju)的(de)精(jing)確(que)度(du)。橋(qiao)梁(liang)檢(jian)測(ce)是(shi)一(yi)項(xiang)實(shi)踐(jian)活(huo)動(dong)，它(ta)自(zi)始(shi)至(zhi)終(zhong)都(dou)和(he)理(li)論(lun)分(fen)析(xi)保(bao)持(chi)密(mi)切(qie)的(de)聯(lian)係(xi)。由(you)於(yu)分(fen)析(xi)時(shi)采(cai)用(yong)的(de)結(jie)構(gou)模(mo)型(xing)在(zai)設(she)計(ji)上(shang)存(cun)在(zai)局(ju)限(xian)性(xing)，對(dui)真(zhen)實(shi)結(jie)構(gou)所(suo)采(cai)取(qu)的(de)簡(jian)化(hua)措(cuo)施(shi)如(ru)結(jie)構(gou)模(mo)型(xing)自(zi)重(zhong)的(de)模(mo)擬(ni)

；對作為複合材料的混凝土的非線形本構關係的處理；局ju部bu構gou造zao細xi節jie的de忽hu視shi等deng因yin素su，使shi得de模mo型xing試shi驗yan結jie果guo常chang常chang與yu理li論lun分fen析xi結jie果guo相xiang差cha甚shen遠yuan，尤you其qi在zai成cheng橋qiao後hou的de通tong車che鑒jian定ding中zhong
，這zhe兩liang者zhe差cha別bie更geng大da。因yin此ci，未wei來lai橋qiao梁liang檢jian測ce應ying該gai不bu斷duan修xiu改gai檢jian測ce理li論lun及ji完wan善shan檢jian測ce手shou段duan，使shi之zhi越yue來lai越yue和he橋qiao梁liang設she計ji理li論lun相xiang吻wen合he。通tong過guo設she計ji理li論lun來lai指zhi導dao橋qiao梁liang檢jian測ce，而er檢jian測ce結jie果guo又you反fan過guo來lai幫bang助zhu設she計ji理li論lun的de完wan善shan。二er者zhe相xiang輔fu相xiang成cheng
，缺que一yi不bu可ke。

參考文獻：
[ l ] 餘天慶，王邦嵋．工程材料與橋梁結構的力學性能測試［M ］國防工業出版社
，1997 [ 2 ］鐵道部大橋工程局橋梁科學研究院40 周年院慶論文集「M ] . 199910 
[ 3 ] Michael P Elr 咖（1999 ) “。耐政爪prediction of deterioration concrete bridgesu 溢ng BAyESIA 卜叩dating " J 段nlcl 助gneenng , A 義E , 1 118 一1 125 . 
日］王鵬，王複明編譯．DataPave 路麵長期管理使用性能數據管理係統［J ] 
，國外公路，200010 [ 5 ］孫立軍等．上海城市橋梁管理係統研究［J ］華東公路
，2000 , 1 . 
[ 6 ] 陳惟珍等．應用斷裂力學方法計算老鋼橋使用剩餘壽命［J ］華東公路，2000 , 8 .