摘要：公路桥梁在经济领域和交通运输中起着举足轻重的作用。然而，桥梁在达到设计寿命之前，在交通荷载和外部环境的作用下，其性能会降低。性能退化的桥梁仍然需要承受大量的车辆荷载，这可能导致桥梁在没有及时维护的情况下突然坍塌。因此，桥梁检测技术的应用就显得尤为重要，文章主要介绍了当前公路桥梁检测的技术和方法，从而使人们对于桥梁的检测有比较全面的认识。
关键词：公路桥梁;设计寿命;桥梁检测
0引言
桥梁是公路基础设施系统的重要组成部分，其结构健康对于道路的安全和高效运行至关重要。公路桥梁承受各种荷载和环境扰动，随着时间的推移，它们会出现裂缝和缺陷。在某些情况下，裂缝的形成指向更严重的问题，如设计或施工细节中的错误。因此，获取退化后的桥梁损伤状态对于维护和性能预测至关重要。为此，已经提出并开发了许多桥梁健康监测方法和智能监测方法。
桥梁检测是通过直接测试现有桥梁对其各项指标进行分析得到其整体状态的一种方法。这个过程通常包括桥梁的常规检测、静载试验以及动载试验，主要是通过试验对桥梁的整体性能进行评价和一些工作状态中的数据进行测量分析，然后根据检测得来的相关数据，分析得出桥梁运营状态、实际承载能力及现实工作状态等，为后续桥梁进行下一步养护、加固以及维修提供可靠的技术数据信息。目前国内外普遍采用的桥梁评定方法大致有以下几种：基于外观调查的方法、基于设计规范的评定方法、荷载试验法和专家系统评价方法等。[1]
一、基于外观调查的方法
基于外观调查的方法是根据广泛的桥梁检测和试验结果，经过统计、分析而制定出系统的桥梁各构件损伤分类及评分标准。由桥梁检测人员凭其工程经验对既有桥梁进行检测评分，并对各构件的损伤程度、安全性进行综合评价。检测时主要依靠检测人员目测，在对桥梁状况有大致了解之后，再采用各种仪器和技术手段，对局部缺陷、损伤进行精细化的检测。[2]
该方法的准确程度主要取决于以下两方面：（1）规定的损伤程度分类和评分标准的精细化程度和准确程度;（2）检测人员的检测经验和判断能力。由于每座桥都有其特殊性，现行评定规程中桥梁损伤程度的分类和评价等级标准并不够精细。该方法主要依赖于检测人员的感性认知和定性的经验分析，人为因素较多，导致评定结果相对粗糙。
基于外观调查的方法简单易行，检测结果依赖于桥梁损伤表象给检测人员感官以及心理上的感受，适用于评价构造简单、受力明确且易于观察的构件。而对于受力复杂且缺损较为严重的构件，很难准确的对其实际状态做出定量的评价。
二、基于设计规范的评定方法
基于设计规范的评定方法以计算分析为主，首先对桥梁进行详尽的外观调查，以及设计、施工、维修和加固资料的收集整理，然后考虑结构病害、损伤的影响，参照设计规范的相关公式计算桥梁的实际承载能力。[3]
基于设计规范的评定方法是目前应用较为普遍的方法，《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTG/TJ21-2011）[4]在桥梁承载能力评定中均采用这种方法。但在实际的应用中容易遇到以下困难：参数如何取值、损伤如何模拟、资料不全等。而且安全评定时所得到的信息与桥梁的原始资料是完全不同的，如设计规范的改变、荷载模式的变化、结构抗力的衰退等。因此，基于设计规范的方法对桥梁承载力状态进行评价时，应在对桥梁设计规范的基本原理有深刻理解的基础上，考虑桥梁的实际情况进行。即使桥梁实际的几何参数、材料参数可通过现场实测得到，由于桥梁的边界条件、实际受力状态与理论分析模型存在差异。
三、荷载试验法
荷载试验是对桥梁承载能力、使用性能进行检测评定最直接、最有效的方法。[5]
1.静载试验
静载试验是目前最常用的一种桥梁检测方法。通过计算分析并结合外观检查的情况，选择受力不利或损伤较严重桥孔的主要控制截面，逐级施加至与设计荷载基本相当的等效荷载，通过实测结构的变形、应变等响应值，与理论计算值比较得到响应的校验系数，并结合结构主要裂缝的发展情况，分析结构的刚度、强度以及抗裂性能，综合评定桥梁的承载能力和工作状态。
静载试验能较为准确的评价桥梁的实际静态承载能力，但在测试时需中断交通，测试时间长，费用高，不适合大规模的桥梁结构检测，对于状态较差的桥梁，还容易引起新的损伤。像跨越大江大河、深山峡谷的桥梁，测试仪表的安装比较困难，不能完整的进行静载试验。且桥梁本来就是承受动力荷载的结构，静载试验并不能重现桥梁的实际工作状态。
2.动载试验
动载试验是利用外部荷载激起桥梁的振动，测得桥梁结构的频率、振型、阻尼比等动力特性参数以及振幅、冲击系数等动力响应。将实测结果与理论计算值或规范限值比较，大致评估结构的整体刚度，评定结构动力性能是否满足行车、行人安全舒适的要求，但还没有应用于承载力评估中。
四、专家系统评价法
该方法主要利用计算机模拟有经验专家的决策机理，对既有桥梁进行综合评价[6]。由于影响桥梁评价的因素较多，且因素之间相互影响，关系错综复杂，评价结果与评价人员的经验水平密切相关。评价中包含太多的不确定因素，导致很难建立完善的数学模型去进行精确定量的描述。[7]
目前，专家系统评价一般采用人工智能技術，根据资深桥梁专家的知识和经验确定初始的模糊推理规则以及隶属函数，使专家系统具有知识处理、表达、利用和推理能力。国内外专家学者通过收集整理桥梁评价专家的经验和知识，并进行深入的研究，运用模糊数学原理、模糊神经网络原理等分别建立了桥梁专家评价系统。
五、公路桥梁常用评定方法总结
目前公路桥梁的几种常用评价方法在实际应用中均有其局限性。外观调查法简单易行，评定结果相对粗糙，具有较大的主观性;但外观调查是发现桥梁病害的最直接方法，在桥梁状态评估中不可或缺。基于设计规范的评定方法对实测计算参数取值的精度以及评价人员的理论水平要求较高。荷载试验法最为直观，但静载试验费时费力，需中断交通，成本较高;动载试验的评价体系尚未成熟。专家系统评价法对系统的要求较高，目前成果尚未达到工程推广的要求。[8]
以上评价方法主要是在静力层面上对桥梁结构进行评定。桥梁结构本来就是承受移动车辆荷载作用的，因此，结构的动力工作性能应是桥梁评定的主要内容。动载试验法较其它方法更能重现桥梁的实际工作状态，且具有简便、快速、无损等优点。尽管在旧桥检测时也进行动载试验，但动载试验处于辅助地位，测试结果还很少用于承载能力的评定。如果不充分利用动载试验方法，桥梁的评定工作必将不够全面，同时，桥梁承载能力评定工作也难以有所突破。
参考文献
[1]徐日昶，王博仪，赵家奎.桥梁检测[M].北京：人民交通出版社，1989.
[2]袁万城，崔飞张，启伟.桥梁健康监测与状态评估的研究现状与发展[J].同济大学学报，1999，
[3]施洲.基于动力测试的桥梁结构损伤识别及性能评定理论与应用研究[D].成都：西南交通大学，2007
[4]《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTG/TJ21-2011）
[5]谭国金.中小跨径梁式桥动力检测技术及损伤识别方法研究[D].长春：吉林大学，2009.
[6]谌润水，吴后选.公路桥梁承载能力试验与检测方法[J].公路交通科（技应用技术版），2006（9）.
[7]陈新.采用锤击法对24m预应力混凝土梁的模态试验分析[J].江苏大学学报，2008.
[8]战家旺，夏禾，姚锦宝.既有桥梁墩台自振频率测试的冲击振动试验法[J].北京交通大学学报，2005.