随着人(ren)們對大型(xing)重要橋朵(duo)安全性、耐(nai)久性與正(zheng)常使用功(gōng)能✉️的🌈日漸(jiàn)關注，橋梁(liang)健康監測(ce)的研究與(yǔ)監♉測系統(tǒng)的開發㊙️應(yīng)運而生。爲(wei)了保證既(jì)有橋的安(an)全運營和(hé)盡可能處(chu)長其安全(quan)使㊙️用年限(xiàn)，應對既有(yǒu)橋進行檢(jian)測，而且應(yīng)定‼️期進行(háng)所謂全面(mian)檢查就是(shì)對♋橋梁的(de)引道、周邊(biān)環境、地基(ji)下部結構(gòu)、上部結構(gòu)、橋🔞面(包括(kuò)橋面鋪裝(zhuāng)層、伸縮縫(feng)、人行道、欄(lan)杆、防撞♍設(she)施、排水設(she)施、照明及(jí)防雷設施(shi))、支座等☔作(zuò)全面查看(kan)、量測。本文(wen)提出了全(quán)面檢查應(yīng)檢的部位(wei)，井探讨檢(jiǎn)測橋梁的(de)新🤩方法。
一(yī)、橋梁的全(quan)面檢測理(li)論
1對引道(dào)及橋址周(zhōu)邊環境進(jin)行檢查量(liang)測
(1)查看正(zheng)橋與引橋(qiáo)、引遭(線)的(de)銜接處是(shì)否正常，與(yǔ)竣⁉️工📞時的(de)情況相比(bǐ)較，是否有(you)變化。
(2)橋址(zhǐ)及其附近(jìn)的水流河(he)道是否改(gǎi)變，必要時(shi)還應🐉測🧡定(dìng)主河槽的(de)水流速度(dù)及其流向(xiang)，橋下淨寬(kuan)有無⛱️改變(biàn)，橋墩台處(chù)的局部沖(chòng)✔️刷與設計(ji)有關數據(ju)相比是否(fǒu)增大。
(3)兩岸(an)的橋頭填(tián)土石砌錐(zhui)坡有無沖(chong)刷、滑移和(he)損壞。
2、量測(cè)壘橋的标(biao)高和線形(xíng)
(1)橋的标高(gāo)和線形有(you)聯系關系(xì)，但又有區(qū)别。前者是(shi)指某點的(de)高程值，後(hòu)者則是橋(qiao)梁相關點(diǎn)的連線。一(yī)座設計施(shī)工質量良(liang)好的橋梁(liáng)，其标高和(he)線形均應(yīng)達到設計(ji)期望值。
(2)量(liàng)測的主要(yao)部位和項(xiang)目有：墩台(tai)的支承墊(niàn)石(即支🌐座(zuò)墊闆)頂面(mian)、承台頂面(miàn)和梁底處(chù)的标高；墩(dun)台身在橋(qiáo)的縱、橫向(xiang)有無偏移(yi)傾斜。①對斜(xie)拉橋和懸(xuan)索橋，還應(ying)量測其主(zhǔ)塔身在橋(qiáo)🧑🏾🤝🧑🏼的縱、橫🏒向(xiàng)有無偏移(yi)傾斜，塔頂(ding)的變位。②對(duì)懸索橋，還(hái)應量測主(zhu)纜的線形(xíng)；③對拱橋，還(hái)應量測拱(gong)肋軸線的(de)線形。
3、圬工(gong)粱拱檢查(cha)量測
(1)檢查(chá)圬工有無(wú)風化、剝落(luo)、破損及裂(lie)逢，特别注(zhù)意變㊙️截面(mian)🥵處、加固修(xiu)複處及防(fang)水層的情(qing)況。對圬工(gōng)剝落🐇、裂縫(feng)處，應注意(yi)鋼筋的鏽(xiù)蝕情況。
鋼(gāng)筋混凝土(tu)梁應重點(dian)檢查寬度(du)超過0.2 m m的豎(shù)向裂縫，并(bìng)👈注🔴意檢查(chá)有無斜向(xiang)裂縫及順(shùn)方向的縱(zòng)向裂縫。預(yu)應力鋼筋(jīn)混梁要觀(guān)測梁的上(shàng)拱度變化(hua)，并注意檢(jiǎn)查有無不(bú)允許出現(xiàn)的垂直于(yú)主筋的豎(shù)向裂縫。
(2)拱(gong)橋應量測(cè)實際拱軸(zhou)線和拱圈(quan)(或拱肋)尺(chǐ)寸，并檢查(chá)它們有無(wu)🧑🏾🤝🧑🏼橫向(垂直(zhí)于路線方(fang)向)的裂縫(feng)發生。
4、鋼結(jié)構檢查量(liàng)測
(1)檢查鋼(gang)結構構件(jiàn)油漆塗層(ceng)的完好程(cheng)度，有無起(qǐ)皮㊙️、剝落、鏽(xiù)斑等。特别(bié)是容易積(ji)水積塵或(huò)不通風部(bù)位有無鏽(xiu)蝕🚩。鏽蝕嚴(yan)重😘的，應量(liang)測鋼闆或(huo)構件的實(shí)際剩餘厚(hòu)度，以便考(kao)慮斷面削(xuē)弱的影響(xiang)。
(2)檢查構件(jiàn)有無裂紋(wen)、穿孔、硬傷(shang)、硬彎、歪扭(niu)、爆皮及材(cái)料夾層等(deng)💛。要☔特别注(zhù)意以下部(bu)位有無疲(pi)勞裂紋發(fā)生：承受拉(la)🍉力或🤩反複(fú)應力的杆(gǎn)件與節點(diǎn)闆連接處(chù)或杆(構)件(jiàn)接頭處；由(yóu)于損傷造(zào)🧑🏾🤝🧑🏼成杆(構)件(jian)斷面削弱(ruo)及應力集(ji)中處；縱梁(liáng)與橫粱的(de)🈲連接角鋼(gāng)❤️；無蓋闆的(de)縱梁上翼(yì)緣角鋼；主(zhu)梁間的縱(zong)向聯結系(xi)的連接處(chù)㊙️；單剪鉚釘(ding)處。焊縫端(duān)部及其附(fu)近的基材(cái)；U形肋與橫(heng)隔闆連接(jie)處焊縫等(deng)。
(3)檢查鋼箱(xiāng)梁工地拼(pin)接的大環(huan)形焊縫(即(ji)同一截面(mian)的頂闆一(yi)腹闆一底(di)闆一腹闆(pǎn)的周圈焊(han)縫)和U形肋(lei)嵌補段焊(hàn)縫有無異(yì)常。
(4)檢查杆(gan)件的平直(zhí)度，當城市(shì)杆的彎曲(qǔ)矢大于杆(gan)件由長度(du)🔞1‰、拉🔱杆的彎(wan)曲矢度大(da)于杆件自(zì)由長度的(de)1／500時，均應注(zhù)意🌍彎曲的(de)影🔴響。
(5)檢查(cha)鉚釘頭有(yǒu)無鏽蝕，鉚(mao)釘有無松(song)動。檢查高(gao)強度螺栓(shuān)☁️是否完🐇好(hǎo)，有無松動(dong)和延遲斷(duàn)裂等情況(kuang)；有無因鏽(xiu)蝕或其它(tā)原因降低(dī)磨擦力現(xiàn)象；并應嚴(yan)密注意節(jiē)點💋滑移的(de)拱度的變(biàn)化。5、磚石砌(qì)體的檢查(cha)量測
磚石(shi)砌體不同(tong)于鋼筋混(hun)凝土的一(yi)個特點是(shì)，抗拉強度(du)更✨小，結構(gou)脆性大，開(kai)裂荷載比(bǐ)較接近或(huò)幾乎等于(yú)破壞荷載(zǎi)。因此，當磚(zhuan)石砌體出(chū)現由于荷(hé)載引起的(de)裂😘縫時，往(wǎng)往是砌㊙️體(tǐ)破壞的特(tè)征或前兆(zhào)。
6、墩台及基(jī)礎的檢查(cha)量測
(1)墩台(tai)的缺陷主(zhu)要表現是(shì)：裂縫、剝落(luo)、空洞、鋼筋(jin)外露及👣鏽(xiu)蝕🔞、老㊙️化、變(biàn)形位移等(děng)。
(2)檢查時，應(ying)對裂縫及(jí)破損具體(ti)位置、寬度(dù)、長度、深度(dù)進行👉量測(cè)和描述，繪(huì)制成圖。
7、地(dì)基的檢驗(yàn)
當發現墩(dūn)台有沉降(jiang)、傾斜、位移(yi)時，一定要(yào)對地基進(jin)行探測和(he)商📱讨。
對已(yǐ)成橋的地(dì)其檢測是(shì)比較困難(nan)和麻煩的(de)。可用觸探(tàn)和鑽孔🔞取(qǔ)樣的方法(fa)，也可用荷(he)載闆試驗(yan)。但很難在(zài)原位進行(hang)，常常隻能(neng)是接近基(jī)礎原位。對(duì)岩地基，可(ke)在基岩的(de)露頭地點(diǎn)進行檢驗(yan)。
二、橋梁的(de)檢測定位(wei)方法
在結(jié)構損傷檢(jiǎn)測定位方(fāng)面，目前可(kě)分爲模型(xing)修正法和(hé)指紋分析(xī)法兩類。
1精(jing)确的有限(xiàn)元建模是(shì)大型橋梁(liáng)鳳震響應(ying)預測的重(zhong)✍️要前提；也(ye)是結構安(an)全監測，損(sun)傷檢測以(yǐ)及實現✊最(zui)優振動控(kong)制的基礎(chǔ)。但是，盡管(guan)有限無法(fa)得到了高(gao)度的發展(zhan)，實🌐際複雜(zá)結構的有(you)限元模型(xing)仍然是有(yǒu)誤差的🧑🏾🤝🧑🏼。有(you)限元建模(mó)爲結構飛(fēi)行提供完(wán)整的理論(lun)模态參數(shu)集，但這些(xie)參數常常(cháng)與結構模(mo)态實驗得(dé)到的參數(shù)🈚不一緻。因(yīn)此，必須對(duì)結構理論(lùn)模型進行(hang)調整或修(xiū)正，使得修(xiu)正後的模(mó)态參數與(yǔ)實驗相🏒一(yī)♊緻，這一過(guo)程即有🔅限(xiàn)元模型修(xiū)正。
模型修(xiū)正法在橋(qiao)梁監測中(zhong)主要用于(yú)把實驗結(jie)構的振動(dòng)反應記錄(lu)與原先的(de)模型計算(suan)結果進行(hang)綜合比較(jiào)，利用直接(jie)或✂️間接🌈測(ce)知的模态(tai)參數，加速(sù)度時程記(ji)錄，頻響函(han)數等，通過(guò)條㊙️件優化(huà)約束，不斷(duàn)地修正模(mó)型中的剛(gang)度❄️和質量(liàng)信息，從而(ér)得到結構(gòu)變化的信(xin)息，實現結(jie)構的損傷(shāng)判别與定(dìng)💃🏻位。其主要(yào)方法有：
(1)矩(ju)陣型法，是(shi)發展最早(zǎo)，最成熟，修(xiū)正計算模(mó)型的整個(ge)♍矩陣的🔱一(yī)類方法，它(ta)具有精度(dù)高、執行容(rong)易的特點(diǎn)，主要缺點(diǎn)是📧所修正(zheng)的🐆模型的(de)物理意義(yi)不明确，喪(sang)失了原有(you)限元模型(xíng)的帶狀特(te)點，這🔴方面(mian)的代表應(yīng)屬Berman／Baruch的最優(you)法。
(2)子矩陣(zhèn)修正法，通(tong)過對待修(xiū)正的字矩(ju)陣或單元(yuan)矩陣定義(yi)修正👄系數(shu)，通過對字(zi)矩陣修正(zheng)系數的調(diao)整🌍來修正(zheng)結構剛☔度(dù)，該方法🈲的(de)最大優點(diǎn)是修正後(hòu)的剛度矩(jǔ)陣仍保持(chí)者原矩陣(zhèn)的🐕對稱，稀(xī)疏性。
(3)靈敏(min)度法修正(zheng)結構參數(shù)通過修正(zheng)結構的設(she)計參❤️數彈(dan)性模量✊E截(jié)面面積A等(děng)來對有限(xiàn)元模型進(jìn)行修正。
2指(zhi)紋分析方(fang)法，尋找與(yu)結構動力(lì)特性有關(guan)的動力指(zhi)紋，通過這(zhe)些指紋的(de)變化來判(pàn)斷結構的(de)真實狀況(kuàng)。
在線監測(ce)中，頻率是(shi)最易獲得(de)的模态參(can)數，而且精(jing)度很高，因(yin)此通過監(jiān)測頻率的(de)變化來識(shi)别結構破(po)🔅損是否發(fa)生是最爲(wei)簡單的。此(cǐ)外，振型也(yě)可用于結(jié)構破損的(de)發現，盡管(guan)振📞型的測(cè)試精度低(dī)于頻率，但(dàn)振型包含(hán)更多的破(pò)🔴損信息。利(lì)⚽用振型判(pan)斷結構的(de)破損是否(fǒu)發生的途(tú)徑很多；MAC，COMAe，CMS，DI和(he)柔度矩陣(zhèn)法。
但大量(liang)的模型和(he)實際結構(gou)實驗表明(míng)結構損傷(shāng)導緻的固(gu)有頻率變(bian)化很小，而(er)振型形式(shì)變化明顯(xian)，一般損傷(shang)使結構㊙️自(zi)振頻率的(de)變化都在(zai)5％以内，一般(bān)認爲自振(zhen)頻率不㊙️能(néng)直接用來(lai)作爲橋梁(liang)監測的指(zhǐ)紋，而振型(xing)雖然對局(ju)部剛度比(bǐ)較敏感，但(dàn)精确測量(liang)比☁️較困難(nan)，MAC，COMAC，CMS等依賴于(yú)振型的動(dòng)力指紋都(dōu)遇到同樣(yàng)的問題。對(dui)橋缺損狀(zhuàng)态的評價(jià)缺乏統一(yi)有效的指(zhi)标，有人以(yi)模糊理論(lùn)，結構可靠(kào)度理論等(deng)爲理論框(kuang)架建立了(le)各種橋梁(liang)使用性能(néng)評估專家(jiā)系統，但必(bì)須首先建(jiàn)立各種規(gui)範和專家(jia)數據庫。
