[转贴]：现代桥梁检测技术追踪

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（摘自《中国公路》2003，11，王毅娟，王 健）

本文介绍了桥梁现代检测技术：雷达与红外热像仪检测、光纤传感器检测无线电检测与评估系统、感应检测等新的检测技术。作者强调，对桥梁结构进行“长期跟踪检测”，获取综合、定量的检测信息，已成为桥梁工程界提高通行质量、进行资产管理、对实际桥梁寿命周期的分析或制定桥梁性能方面的规范等方面的迫切需求。用传统方法预测桥面病害既费时有妨碍交通，而且不能就沥青桥面铺装的整个病害情况提供准确数据。利用现代手段可在1天之内准确地测量成百上千公路路面或几十座桥的桥面。

1、雷达与红外热像仪检测技术。“红外热像仪”是利用红外摄象机拍摄桥面温度图象，揭示在阳光照射下混凝土裂层上的各个桥面“热点”来实现桥面检测的。“雷达”是通过发射短促的电磁脉冲性形成的电磁波回波交替变化之波形和混凝土发生病害及出现层裂后状况有密切的对应关系达到检测的目的。将雷达检测混凝土的冻/融裂崩和高含水量以及红外热像仪在干燥情况下检测混凝土层裂这两种方法结合起来，就可以创造一种有效地检测大多数病害类型的检测方法。

2、光纤传感器检测技术。与一般结构检测的传统传感器不同的是，光纤传感器是运用了光纤的两个特性来实现动态测量的。而以往的传感器，其测量能力只局限于逐点检测，不能适应大型结构如桥梁的大面积检测。现代的股绞光纤传感器运用光纤光损矢量的第一个特性，通过比较传感器在拉紧和放松状态下其出射光的密度，就可确定入射光在整个传感器中所发生的变化。采用光损法（LAM）可以测量出整个传感器上任何位置的动状况，却无法提供传感器内部的应变分布情况，而使用光时反射计设备（PTDR）就可达到要求。该设备将光脉冲（毫微秒长）传入传感器，然后测出光从变细（形）位置处反射后的传输时间，光脉冲发生器所产生的这些反射变形位置得以确定，从而提供了整个传感器长度内的主要变形情况。股绞光纤传感器（SOFS）可以较容易地改型，能适于检测结构的长期性能。该SOFS以节点式附在结构上，让它来确定传感器中变形分布情况。股绞光纤传感器具有很低的热胀率，通过检测相关的温度断面即可得知混凝土中高温运动的情况并给予调整，因而掌握了结构性能的最新需求情况，检测结构提供了与非高温下结构的反应及荷载条件相关方面的信息。多层反射传感器（MRS）运用光纤的第二个特性，即利用光沿传感器到达部分反射镜，再反射回光源处的传输时间制成的一种传感器。OTDR设备也可用于测量，但是，MRS可获得更理想的精度。沿传感器长度方向安置了许多反射镜，每个反射镜的位置都可以确定。通过用这些传感器来替换由7根钢索组成的预应力股绞的中心钢索可以检测到股绞中的应变分布；这种股绞被称作“智能股绞”。结构受力部位由于其本身已安置有测量设备，因而使得钢筋束（股绞是其中一个重要组成部分）能在整个使用期内和起整个长度上得到监测。

3、无线电检测与评估系统。对于年代较早的钢桥而言，“疲劳破坏”是一个大问题。因此，随时检测并描述桥梁所承受的随机振幅变化、周期性压力变化是必不可少的。目前的检测技术已经发展到可以有助于控制钢桥疲劳破坏的阶段。例如，美国联邦公路局开发的无线电桥梁检测和评估系统，是一个便携的，、电池供电、使用无线电遥控技术的数据收集系统，它可以迅速地测量出一座钢桥上的每个有疲劳倾向或破损的部位，或者探测出桥梁在车载和风载作用下的工作状况。无线电网络技术可以定量地确定有疲劳倾向的部位荷载方式，但是它不能确定疲劳裂缝是否在此荷载作用下生长。就像反复弯曲一根金属丝可以让它断开一样，反复的周期性的疲劳荷载可以导致钢桥结构（构件）出现裂缝。这些裂缝不会连续“生长”，而是以很细微的程度在扩大。裂缝的扩大在（结构）构件表面（曾）会伴随着能量的释放，产生出应力波。利用专门根据上述原理改造的感测器，就可以发现应力波。声发射检测（AE）方法已经在能源和加工工业中使用了很久。最近一种由电池供电、有8个频道、用于检测桥梁的AE已经开发出来，并且正在美国联邦公路局的非破坏评估论证中心进行测试和评估。这个系统可以经由网络调制解调器和无线电网络传送信息。要指出的是，上述两个系统虽然非常好用，但造价昂贵，而且由于是电池供电，仅能进行短期检测。为此，作者介绍了一种贴在桥上并且与桥梁一起承受应变的、无电源与便宜的感应器。这种感应器由两个开裂增长长度不同的材料组成。这些“人造疲劳裂缝”随桥上因随机振幅而改变的应变而产生变化（反应）。通过一个特殊的雷达测量两个样片的裂缝长度，可以得到预先确定的英里范围内的有效周期值。这种感应器就像一个坯料程度的里程表。

4、感应检测技术。公路桥梁的感应检测技术的应用是广泛的。如美国非破坏性评估中心设计制造的一种便宜的位移感应器。这个感应器由一个扁平的铝板粘贴到混凝土上并且相距铝板有很短一段距离设置了一个小的印刷电路板线圈。线圈和铝板形成感应的振荡器部分。振荡器的频率随铝板与线圈之间距离的改变而改变，百分之一英寸的距离都可以检测出来，感应器是温度补偿型的。实践证明效果很好。另一种是，利用像加速计一类的感应器通过分析信号到达的次数，可以去顶出断裂发生状况，而且可以确定断裂发生的位置。这样的系统目前已经开始在桥上使用了。其原理是基于预应力混凝土梁中的高强钢筋锈蚀断裂时，释放出突然且巨大的能量，产生的应力波从建筑物中向外传播到感应器中。

5、其他新技术。目前，在世界上许多地方，对整座桥梁的状况的检测技术已经发展到在大型结构物上安装系列的规模的监测系统。这种系统的传感器网络传递出的大量数据信息，有计算机进行收集、储存、分析、检索等，然后提供检测信息。此外，对桥梁结构的承载能力的“非侵入式”检测也是桥梁工程界的迫切需求。美国联邦公路局将激光检测系统用于检测桥梁的承载能力，这个系统还可以用于迅速测定桥上的每一部分对应先前（上次）检查的（变位）位移情况，结果可以精确到毫米。该系统还能探测到沉降或预应力损失。另一项新技术是“智能桥梁支座‘，通过它人们可以收集到许多必不可少的桥梁工作信息。支座的’智慧”由多个纵向的光学纤维感应器提供，它们能测量垂直应变和剪力，并且被综合到1块控制板上，控制板通常压成薄片，再将薄片置于常用欲公路桥梁的氯丁橡胶制作垫层之间，通过它还可以测量从桥梁上部结构传递下来的竖向和横向压力。

穷鬼

不错, 感谢楼主!

pandoit

非常好，不过不知道现在工程实践中有没有应用实例？

13607219756

还可以，还有没有了？