公路桥梁施工检测技术研究
[摘要]当前，我国早期建设的大部分桥梁都进入了病害集中爆发时期，面对公路桥梁施工检测的普遍需求，本文从传感器类型的区别着手，着重介绍了目前流行的几种检测技术。
【关键词】公路桥梁；施工检测技术；传感器；类型 1.前言 当前，对已经建成的公路桥梁进行检测的原因有很多，需要被检测的桥梁也有很多不同类型。总体上讲，大部分被检测桥梁多为旧桥，由于旧桥难以满足新的要求，故而需要对桥梁进行检测，以便保障桥梁的安全使用。此外，还有一些正在修建中的桥梁也是检测的主要对象，这些桥梁往往使用了大量的新工艺和新材料，建筑规模比较宏大，因此，也需要对其进行检测。目前我国桥梁检测技术的发展方向以提高测评理论和技术研究水平为主，以提高桥检方式的专业性、网络型、标准性、准确性、效率性为目标。桥检内容多数较为复杂，涉及面甚广，包括桥梁的外观、线性等内容，还包括裂缝、碳化、电阻率、钢筋锈蚀、自振频率等多方面内容。从方法上进行分类可以划分为静载、动载及无损；从性质上进行分类可以划分为成桥验收、施工监控及运营期检测。
2.公路桥梁施工检测的新技术
混凝土的密实度、渗水性、含水量、含氯盐量、碳化深度、保护层厚度不足和开裂等缺损，是导致钢筋锈蚀的因素。反之，钢筋锈蚀又促使混凝土进一步破损【1】。桥检技术的差异性主要在于传感器的类型，即传感过程中使用哪种传感器进行检测。从采用的技术手段进行分类目前的桥检技术手段主要有如下几种：
2.1以雷达和红外热像仪为主要技术手段 红外热像仪和雷达、激光光学、超声波等其他新技术手段可以达到一天内准确测量几千公里的路面或是几十座桥面的高效率。红外热像仪采用红外摄像机对桥面进行拍摄，进而获取桥面的温度图。温度图能够显示桥梁在阳光下混凝土的开裂部位与桥面“热点”的对应关系。“热点”的出现是由于混凝土中的空腔比较薄，又充满了空气，能够起到绝热体的作用，使空腔上混凝土的温度上升得比较快。雷达是通过电磁脉冲造成的电磁波被混凝土内的结构反射以后产生的回波来确定路面及桥面的实际情况的。雷达接收到的回波能够产生交替变化的波形，这些波形能够真实准确地反映混凝土出现的裂缝及其他病害的情况，但需要专业人士来对回波进行解读。实际工作中，将雷达这种技术手段用来检测混凝土冻融崩裂情况和含水量情况是比较便利的，同时结合红外热像仪在比较干燥的情况下对混凝土的裂缝进行检测，这两种方法的交替使用可以有效地实现对公路及桥梁大部分病害的检测。
2.2以光纤传感器作为技术手段 在工程检测中，目标体的尺度多为分米级和厘米级，对声波和雷达波很难满足反射条件，从理论上讲应该使用散射理论【2】。目前，光纤传感器往往被更多地应用于压力、温度、振动、电场、位移、电流、磁场、电压、水声、流量、辐射以及液位等物理量的检测，其可检测对象超过一百种。目前，作用于公路桥梁检测传感器的作用原理是光纤在受到拉压的条件下，发生变化处的布里渊散射光会出现相应变化。一般来讲，布里渊频移和光纤轴的相应变量是成正比的。在对光纤温度和布里渊频移进行采集以后，就可以通过计算获知桥梁变形的具体情
况。其中有个数据叫做“光损”，这个数据是用来测定变形的数值，准确性极高，精度可以达到正负零点零二毫米。通过对散射光反射的传输时间的计算，能够确定变形的具体位置，误差大概在零点七五米范围内，通过这两个数据，就可以获知光纤传感器变形的大小和分布情况。这种方式的优势在于光纤传感器能够实现狭窄环境的测量，施工期间进行埋置，并通过接收装置实现长期的自动监控。
2.3以无线电为技术手段
美国曾开发出一套用语检测钢桥，即钢梁癖损情况的设备。这个设备的工作原理是钢桥结构会在反复的疲劳荷载下产生裂缝。裂缝会以细微程度进行扩大，扩大过程中，构件表面会出现能量释放过程，对应产生力波。通过无线电网络技术能够对力波的大小和准确位置进行锁定。另外，美国还曾开发过另外一种技术——声发射施工检测技术，这种技术原本多用在矿山地压的检测过程中，但目前已经被造船业、飞机制造业、化工容器、高架桥及水坝等行业广泛应用。我国目前已经自行研制出类似的声发射类桥检设备，并试验成功。这种技术可以对材料内部的裂纹分布情况进行清晰的反馈，对判断桥梁使用寿命帮助重大。其工作原理是利用已知的纵波在材料内部的传播速度和方向计算纵波接触传感器的时间差，通过时差来判断材料内部的缺陷位置。小波分析是在人们对AE信号处理过程中发现的，在桩基和桥梁结构的损伤检测中应用广泛。
2.4以自感应原理为主要技术手段
感应原理在施工检测中应用得更为广泛，有很多传感器是专门为桥梁的物理量的检测而开发的。比如用于检测、定位桥梁内钢筋断裂后产生的应力波的加速计。以及用于测量混凝土中钢筋锈蚀、氯离子量、导电率等数据的小型感应装置。以及用于测量桥梁翼墙位移等的位移传感器。这类设备应用自感应原理进行制造，造价较低，结构比较简单，性能比较可靠，可以大规模地应用于各类新建及在役桥梁的检测工作。
2.5其他类型的检测技术
除了以上介绍的检测技术以外，还可以通过一些其他的施工检测手段对公路桥梁的施工进行检测。主要包含以下三种类型：
2.5.1运用激光系统进行检测。激光系统能够对测点的坐标进行准确测量和定位。适用于普通钢材、木材及混凝土的检测，其优势在于能够精确测量任何汽车通过桥梁时产生的变形，长期监测还能够得到不同的坐标数据，通过对这些数据进行对比分析，可以判断桥梁是否有沉降或是是否产生了预应力的损失。
2.5.2运用只能支座进行检测。智能桥梁支座能够预制支座内部的传感器对桥梁的活载与横载的分布情况进行采集，从而为判断桥梁施工技术情况提供依据。在其支座内，设有多个测量压应变与剪力的感应器。
2.5.3新型的传感器。目前，国内外已经开发出了多种类型的新型传感器，比如三向加速度计、磁通量传感器等。磁通量传感器的基本测量原理是：拉索是一种铁磁性材料，当受外荷载作用时，其内应力发生变化，致使构件自身的磁导率发生变化，因此可通过测定拉索磁导率变化来反映其应力变化【3】。
3.结语 目前，我国早期建设的大部分桥梁都已进入了病害的集中爆发时期，尽快地展开桥检工作是多数桥梁的急切需求。另一方面，桥梁施工检测的设备还不够完善，功能也比较单一，加之价格比较昂贵，桥检工作量难以满足待检桥梁的检测需求。我国的公路桥梁施工检测行业未来的发展应向着智能化、信息化、自动化的方向努力，尽快提升我国公路桥梁施工检测技术水平。
