隨著我國基礎設施的建設，我國的橋梁建設邁上了新的臺階，截至2022年底，我國的公路橋梁總數(shù)達到了103.32萬座。除公路橋梁外，還有城市橋梁、鐵路橋梁、軌道交通橋梁以及水利橋梁等不同用途的橋梁，我國各類橋梁總數(shù)估計要達到數(shù)百萬。我國有相當一部分橋梁服役已經(jīng)超過25年，而這些橋梁的設計荷載等級往往低于現(xiàn)行荷載標準，尤其在超載運營的條件下橋梁存在巨大的安全運營風險。隨著在役橋梁運營周期的增長，橋梁荷載、環(huán)境以及結(jié)構退化等因素的影響下，會造成橋梁承載能力的下降，橋梁的安全問題日益受到關注，國家對于橋梁安全高度重視，近年來交通部陸續(xù)出臺相關政策加強橋梁檢測、監(jiān)測工作。

       近年來橋梁事故頻發(fā)，一方面是橋梁結(jié)構自身的結(jié)構退化、承載能力下降等方面的原因所致。其次還有設計、施工質(zhì)量、自然災害等方面的原因：（1）早期設計橋梁由于計算手段所限或技術成熟度等方面限制，導致在設計時難以考慮很全面。如大跨徑連續(xù)梁橋長期下?lián)蠁栴}、雙曲拱橋整體性差、早期預制空心板梁淺鉸縫等。（2）一些早期建造橋梁由于施工質(zhì)量存在問題，在后期運營就會出現(xiàn)大量病害。（3）自然災害對橋梁的破壞也是一個重要的原因，如地震、洪水、山體滑坡等，這需要對自然災害對橋梁破壞的機理進行大量研究。還有一個更重要的原因是橋梁結(jié)構的超載造成橋梁結(jié)構的破壞，甚至是垮塌。我曾經(jīng)做過一個科研項目對北京市的公路橋梁荷載模型進行研究，車輛荷載軸載和總重遠超過設計荷載，如規(guī)范規(guī)定軸載是14t,而我們統(tǒng)計出最大軸載達到25t。

目前橋梁檢測方法

       公路橋梁、城市橋梁和一些其它功能的橋梁，不同行業(yè)對于橋梁檢測行業(yè)規(guī)范規(guī)定可能有一定的區(qū)別，但橋梁檢測（不包括日常巡查）總體上可以分為：橋梁外觀檢測、橋梁荷載試驗、橋梁承載能力檢算和橋梁結(jié)構的專項檢測等。

1、橋梁外觀檢測

       橋梁外觀檢測在不同行業(yè)可能有不同的說法，公路橋梁的檢測規(guī)范上說法是“橋梁定期檢測”。橋梁定期檢測主要是通過觀測以及簡單的測量等方式對橋梁結(jié)構的構件進行檢查。定期檢測檢查的內(nèi)容包括橋面系、上部結(jié)構和下部結(jié)構，要檢測人員接近構件進行詳細的病害檢查。然后根據(jù)各個構件檢測的結(jié)果，按照綜合評定的方法對橋梁結(jié)構的技術狀況進行整體的評定。

2、橋梁荷載試驗

       橋梁荷載試驗包括靜載試驗和動載試驗兩種方法，分別從橋梁結(jié)構靜態(tài)和動態(tài)參數(shù)來評價橋梁結(jié)構的性能。橋梁靜載和動載試驗是荷載試驗的兩種方法，他們都是對橋梁結(jié)構承載能力評價的最直接、最有效的方法。橋梁靜載試驗主要測試橋梁的靜態(tài)參數(shù)（包括變形、變形等），并將其與荷載試驗的理論結(jié)果進行對比和分析，根據(jù)靜態(tài)參數(shù)的校驗系數(shù)、殘余變形、相關系數(shù)等來評價橋梁結(jié)構的承載能力。橋梁結(jié)構的固有振動特征主要是由其固有頻率、振型、阻尼比等組成；而橋梁結(jié)構在汽車動載作用下的動態(tài)響應測試，主要是采集行車、跳車、制動等各種試驗工況下結(jié)構的動態(tài)響應參數(shù)，并對其進行動態(tài)響應分析，得到結(jié)構的阻尼比、沖擊系數(shù)、振動幅值等參數(shù)，從而對其行車性能進行評估與分析。

3、橋梁承載能力檢算

       橋梁承載能力檢算是一種介于橋梁定期檢測和橋梁荷載試驗中間的一種方法，該方法的成本相比橋梁荷載試驗要低。橋梁承載能力檢算是在橋梁定期檢測基礎上增加了質(zhì)量狀況（如混凝土強度、碳化深度、混凝土電阻率、鋼筋保護層厚度等損檢測參數(shù)）和耐久性參數(shù)（如材料風化、物理化學損傷等）以及自振特性測試，并對汽車荷載進行調(diào)查。在以上調(diào)查和檢測的基礎上引入檢算系數(shù)、承載能力惡化系數(shù)、截面折減系數(shù)、活載影響修正系數(shù)等參數(shù)，通過結(jié)構抗力效應和荷載效應來對結(jié)構承載能力進行驗算，見下圖。

4、專項檢測

       在橋梁結(jié)構發(fā)生異常狀況需要對其進行專項檢測，如橋梁在地震、洪水、火災以及車船撞擊后需要進行應急專項檢測。

橋梁檢測的現(xiàn)狀

1、橋梁外觀檢測

       橋梁外觀檢測就是要接近結(jié)構的各個構件對其進行詳細的檢查，對其病害狀況進行詳細的記錄。由于受凈空比較高、橋下有水等原因，檢測人員需要通過橋梁檢測車，升降車等設備對橋梁進行檢測，這就會增加外觀檢測的措施費用。對于橋梁檢測項目在預算時如果沒有考慮措施費用，就會造成檢測費用相對較低，檢測單位很難對需要檢測構件進行全覆蓋的檢查     由于主要采用目測的方式進行檢測，結(jié)果受檢測人員的技術水平的限制很大，具有很大的主觀性。比如對于同一座橋梁，不同的檢測單位或不同的檢測人員，檢測的結(jié)果可能會有一定的離散性，甚至有很大的偏差。

2、橋梁荷載試驗

    （1）靜載試驗

       根據(jù)橋梁靜載試驗的實測結(jié)果、理論計算以及規(guī)范的相關規(guī)定對橋梁靜力性能進行綜合評價。靜載試驗靜力性能評價的主要指標包括兩個方面：一是將靜力性能主要參數(shù)如應力、應變和撓度等參數(shù)的實測值與理論計算值進行比較，該指標反映了實際結(jié)構與設計狀態(tài)或目標狀態(tài)的符合程度，說明結(jié)構的工作性能及安全儲備；二是控制測點的實測值與規(guī)范值的比較，說明結(jié)構所處的工作狀態(tài)。

       校驗系數(shù)是控制測點的實測值與理論值的比值，實測值可以是撓度、應變或應力，其計算結(jié)果分別為撓度、應變或應力校驗系數(shù)。為評價橋梁結(jié)構承載能力，利用相對殘余位移（應變）分析結(jié)構的彈性工作性能。橋梁靜載試驗中主要控制測點的相對殘余變形(或應變)越小，說明結(jié)構越接近彈性工作狀況。

       目前橋梁靜載試驗評價橋梁承載能力通過靜力參數(shù)的實測值與理論計算值進行比較，因此實測值的準確性和理論計算值對評估結(jié)構有較大的影響。橋梁結(jié)構形式較多，橋梁結(jié)構在試驗荷載下結(jié)構靜態(tài)參數(shù)量值大小變化很大，剛度大的小跨徑橋梁撓度最小變形可能在毫米級，大跨徑柔性橋梁撓度變形量甚至達到米級。因此橋梁靜載試驗測試方法選擇對結(jié)構測試結(jié)果有很大的影響。

      另外橋梁在進行靜載試驗時，加載荷載的選擇也是一個難題。對于低等級荷載采用設計荷載進行加載，即使?jié)M足設計荷載承載能能力要求，能否滿足實際通行荷載的要求，也是行業(yè)需要思考的問題。如果不采用設計荷載進行加載，橋梁管理單位在缺乏何在統(tǒng)計資料的情況下很難給出加載標準。

  （2） 動載試驗

       橋梁結(jié)構的動力特性測試分析是指通過振動測試的參數(shù)（如速度、加速度等）的測試，利用時、頻域或模態(tài)分析的方法獲得橋梁結(jié)構的自振頻率、阻尼比、振型等參數(shù)。橋梁結(jié)構的模態(tài)分析包括橋梁的計算模態(tài)分析和試驗模態(tài)分析兩種：計算模態(tài)分析指采用結(jié)構有限元分析的方法進行分析；試驗模態(tài)分析指通過橋梁振動測試將采集的系統(tǒng)輸入與輸出信號經(jīng)過參數(shù)識別獲得橋梁結(jié)構模態(tài)參數(shù)的方法。

       橋梁結(jié)構的動力響應測試就是模擬橋梁結(jié)構在車輛通過橋梁時的不同狀態(tài)（如跑車、跳車及制動）條件，測試橋梁結(jié)構的動力響應來評價橋梁結(jié)構的行車性能。動力響應測試的方法包括跑車試驗、跳車試驗和制動試驗。橋梁沖擊系數(shù)分析的試驗方法可以采用跑車試驗、跳車試驗。橋梁動力響應測試的參數(shù)主要有動撓度、動應變、速度、加速度和沖擊系數(shù)等。速度、加速度、動應變這些測試參數(shù)一般直接用于評價橋梁結(jié)構動力性能，速度和加速度等參數(shù)可以用來進行橋梁結(jié)構的動力特性（振型、自振頻率和阻尼比）的計算和分析。橋梁結(jié)構動載試驗涉及動態(tài)測試以及結(jié)構計算等多方面的綜合知識，這就給檢測人員提出了更高的要求。目前檢測單位一些現(xiàn)場檢測人員可能只會測試數(shù)據(jù)，對于數(shù)據(jù)的分析理論還缺乏足夠的認識。

3、承載能力檢算

      目前橋梁承載能力檢算在實際檢測中采用的較少，主要原因是現(xiàn)場荷載的調(diào)查對于檢測單位來說很難把握。

4、專項檢測

      目前我國橋梁在應急狀態(tài)需要進行專項檢測，對橋梁技術狀況以及突發(fā)狀態(tài)下橋梁損傷進行評估。專項檢測可以包含上述三種不同檢測方式，有時包括水下專項檢測以及災后評估等內(nèi)容。這就給檢測單位提出了更高的要求，需要檢測機構具有專家級的力量進行支撐。此外對于一些技術難度較高的專項檢測甚至還沒有現(xiàn)行的標準和規(guī)范，有時管理單位邀請應急的專家進行現(xiàn)場檢查與診斷。

橋梁檢測存在的問題

1、橋梁管理方面的問題

       橋梁管理單位進行橋梁檢測的目的掌握橋梁結(jié)構的技術狀況以及承載能力以及橋梁結(jié)構病害和損壞的程度，從而根據(jù)檢測結(jié)果進行科學的管理養(yǎng)護或加固維修，以確保橋梁結(jié)構的安全運營。但橋梁管理單位由于受到地區(qū)經(jīng)濟差異、管理制度以及專業(yè)人員缺乏等條件限制，在實施檢測時對檢測項目經(jīng)費預算不足、缺少資料而提供的檢測需求存在不確定等方面、制度的限制等方面的原因，導致檢測結(jié)果很難達到預期的目標。

（1）橋梁檢測經(jīng)費方面的問題

      目前我國橋梁檢測在費用預算方面受地區(qū)經(jīng)濟以及財政資金限制等方面的影響，不同地區(qū)和不同行業(yè)的橋梁檢測經(jīng)費差異性很大。對于同樣的橋梁檢測項目，不同地區(qū)的費用差別最大相差將近10倍。對于一些經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)的公路橋梁定期檢測費用單價達到100元/延米以上，有些地區(qū)橋梁檢測費用不足20元/延米。對于橋梁檢測從技術上講應該沒有技術差異，其主要差別可能在于橋梁檢測的措施費用會有不同差別。山區(qū)橋梁、跨河橋梁同平原地區(qū)橋梁相比，通常需要采用橋梁檢測車來進行檢測會增加大量的措施費用，而在檢測數(shù)據(jù)采集以及分析方面并沒有技術上的差異。

  目前我國一些省份制定了相應的定額標準對檢測費用進行了明確的規(guī)定，但很多省份沒有自己本省的橋梁檢測定額標準。對于有定額標準的地區(qū)，一些定額標準對于措施費用，如根據(jù)結(jié)構形式、跨越結(jié)構物類型沒有使用橋梁檢測車、支架以及升降車等臺班定量測測算，定額僅給出不同設備和措施的指導單價。根據(jù)以上存在的問題，建議相關管理部門制定更為合理、科學的定額標準，保證檢測費用預算的合理性，以避免檢測經(jīng)費不足甚至低于正常檢測成本，才能從源頭上保證檢測的正常投入。

（2）提供檢測需求不確定

       在橋梁進行荷載試驗時需要明確橋梁加載評估荷載標準，這對于橋梁荷載試驗至關重要。對于建造時間比較早，設計荷載比較等級比較低的橋梁，按照原設計荷載進行加載實驗，即使橋梁承載能力能夠滿足設計荷載承載能力的要求，也未必能保證橋梁結(jié)構的安全通行。對于這些橋梁如果不按照設計荷載等級進行加載，如果要求檢測單位在進行靜載實驗時依據(jù)實際運營的荷載進行加載。那么檢測單位就會面臨一個實際運營荷載確定的問題，而管理單位又難以給出實際運營荷載的統(tǒng)計值。因此橋梁靜載試驗加載的標準值的確定，是事關橋梁結(jié)構能夠安全運行的一個關鍵。因此對于運營時間比較長的橋梁進行承載能力評估，結(jié)果的準確性至關重要。目前我國還沒有建立各個地區(qū)橋梁荷載評估模型，其實管理單位對這些橋梁進行荷載試驗時，很難提供實際通行的荷載模型，這也是行業(yè)面臨的一個難題。

（3）管理制度方面的限制

       橋梁管理單位在實施本地區(qū)橋梁管理時，需要符合管制制度的相關的要求，這對于橋梁檢測項目實施會帶來一定的不利影響。我國的橋梁超載問題一直是一個不可回避的問題，近年來因超載導致的橋梁垮塌的事故時有發(fā)生，甚至一些橋梁管理單位的人被追究相關責任。治超部門和橋梁管理部門分屬于不同的部門，橋梁管理單位有時由于缺乏超載監(jiān)測數(shù)據(jù)很難掌握橋梁超載的情況。在進行橋梁管理時需要根據(jù)橋梁荷載、橋梁狀況等方面才能準確制定合理的檢測評估需求。針對超載情況，建議相關部門建立治超部門和橋梁管理部門對于超載數(shù)據(jù)的共享機制；此外對于治超數(shù)據(jù)不能滿足橋梁管理需求的情況，橋梁管理單位積極立項對橋梁車輛荷載數(shù)據(jù)進行采集和統(tǒng)計。

       我國不同地區(qū)對于橋梁檢測項目的招標由于受當?shù)卣型稑斯芾磙k法的限制，招標辦法各不相同。有些地區(qū)檢測項目在制定項目預算費用可能是合理的，但招標時按照當?shù)卣型稑斯芾碇贫炔捎米畹蛢r中標的方法，一些檢測機構采用惡性競爭最后中標價僅為限制價的20%獲得中標，這樣檢測結(jié)果如何達到預期的效果？檢測項目在我國大規(guī)模的建設時期屬于小眾的管理范疇，管理部門對其管理制度往往參照政府采購法的相關辦法，采用最低價中標的方法。

2、相關規(guī)范標準方面的問題

       我國不同行業(yè)的橋梁檢測有相關規(guī)范和標準，但是由于橋梁檢測技術屬于多學科的綜合技術服務，新的檢測技術不斷的發(fā)展，導致相關標準、規(guī)范方面還存在一些方面的不足。標準和規(guī)范方面的體系不完善以及具體參數(shù)的不量化等方面的不足，導致檢測單位對其尺度把握存在偏差，從而造成評估結(jié)構的準確性較差。

       橋梁外觀檢測主要通過目測以及簡單設備量測來實施，而橋梁技術狀況評定的一些標度還存在一些定性的表述，這就使檢測結(jié)果受人員主觀性影響。橋梁動載試驗參數(shù)評估對于自振頻率的評估有定量的評價標準，而對于沖擊系數(shù)、阻尼比等的評價沒有定量的標準。

3、檢測人員方面的問題

（1）橋梁外觀檢測

       橋梁檢測人員比作是橋梁的醫(yī)生，但我們可能對于“橋梁醫(yī)生”的認識可能不足。有很多人認為橋梁的外觀檢測非常簡單，主要是在現(xiàn)場對橋梁的病態(tài)進行簡單的記錄，然后按照規(guī)范對橋梁的技術狀況進行評價。要通過外觀檢測對橋梁進行準確評估則要求現(xiàn)場的檢測人員具有豐富的經(jīng)驗和理論知識來發(fā)現(xiàn)病害，并準確記錄病害位置和程度。橋梁病害的準確記錄對于橋梁結(jié)構的技術狀況的評估至關重要，現(xiàn)場的記錄不準確往往會導致評定結(jié)果出現(xiàn)嚴重的偏離。 橋梁檢測人員存在的問題：一方面現(xiàn)場檢測的人員往往水平達不到要求，一些檢測單位的技術整體水平可能比較高，但是在現(xiàn)場實施作業(yè)的一線人員可能是由于經(jīng)驗不足的檢測員來實施。目前我國的橋梁外觀檢測主要依靠目測來進行，不同檢測人員結(jié)果可能會存在一定的偏差，檢測結(jié)果具有一定的主觀性。要確保檢測結(jié)果的準確，就要提高檢測人員的專業(yè)素養(yǎng)以減少受人員的主觀性的影響。

（2）橋梁荷載試驗

       橋梁荷載試驗的現(xiàn)場測試涉及聲光電等各種測試技術，這就要求測試人員能夠掌握不同方法的原理、適用范圍、參數(shù)的設置、數(shù)據(jù)的采集與分析等內(nèi)容，如果現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)出現(xiàn)問題，檢測結(jié)果根本無法保障。橋梁荷載試驗的結(jié)果的評定，往往通過實測值與理論計算值的比較來進行的，如果理論計算值有偏差，即使測試結(jié)果準確，也難以確保評定結(jié)果的可靠。我國橋梁設計規(guī)范對于橋梁的設計模型有明確的規(guī)定，設計的方法有明確的要求。而我國橋梁靜載試驗相關的規(guī)范對于橋梁靜載試驗有限元模型的建模規(guī)定不夠明確，而導致檢測單位的有限元模型的建立有很大差別，模型與結(jié)構的實際受力狀態(tài)的吻合性難以保證。

       綜上所述，橋梁荷載試驗對檢測人員的具有較高的要求，需要的是復合型人才。而橋梁檢測結(jié)構在進行橋梁荷載試驗時，由于受水平限制測試與分析人員往往是分開作業(yè)的。要保證檢測結(jié)果的可靠性，檢測機構應加強培訓不斷提高檢測人員的水平，一方面保證測試數(shù)據(jù)的精度，另一方面要建立合理的計算模型使其與結(jié)構的實際受力狀態(tài)相吻合。

（3）橋梁承載能力檢算

       橋梁承載能力檢算涉及橋梁定期檢測、質(zhì)量狀況和耐久性指標以及自振頻率的測試，此外還需要進行活載的調(diào)查。橋梁承載能力檢算對檢測人員提出了更高的要求，需要對橋梁相關設計規(guī)范及檢算的方法要熟悉掌握。檢測人員的水平對檢算結(jié)果準確性影響更大。

（4）專項檢測

      專項檢測在突發(fā)的情況下有時需要利用新的技術對橋梁進行檢測，對檢測人員提出更高的要求。如火災后對橋梁損傷評、橋梁結(jié)構的水下檢測、地震作用下橋梁構件的損傷程度的評估等。這就要求檢測機構不斷在傳統(tǒng)檢測基礎上進行科研和創(chuàng)新，掌握新的技術手段才能確保檢測評估結(jié)果的科學性和可靠性。一些突發(fā)的自然災害可能會導致道路中斷，一些檢測措施如橋梁檢測車等無法到達現(xiàn)場，可能需要利用無人機、爬壁機器人等載體搭載檢測設備對橋梁進行檢測。

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