摘 要

随着我国交通科技的发展，越来越多的道路桥梁不断建成通车，不论是建造中的桥梁，还是运营中的桥梁，为了保障公民生命财产安全、维护社会和平发展、减小国民经济损失，对桥梁的检测与诊断需要要贯穿桥梁的整个运营期间，桥梁检测与诊断的重要性由此凸显而出。

本文主要根据国家相关规定对桥梁检测和诊断的方法进行了研究，主要研究内容包含以下几点：

1.桥梁外观检测

桥梁外观检测包含对桥梁上部和下部结构、桥面系及其附属结构的检测，根据相关规定对桥梁各部件进行标度的评定，再依据桥梁技术状况等级评定方法评定桥梁技术状况等级。

2.混凝土强度检测及其他特殊检测

研究了利用回弹仪检测的回弹法、超声波原理的超声回弹综合法和钻取混凝土样本检测的钻芯取样法这三种混凝土强度检测方法，以及混凝土碳化深度检测、钢筋保护层厚度检测和钢筋锈蚀检测等特殊检测的方法。

3.荷载试验

研究了静载试验和动载实验的试验目的和试验方法，以及试验结果的数据处理方法，并通过所得数据对桥梁承载力、耐久性进行评估。

4.在全面了解桥梁检测的内容和方法之后，结合实际桥梁检测工程对某大桥进行了以上三项内容的检测，记录检测结果，对该大桥进行了规范的诊断和评估，并给出针对现有桥梁病害的养护和维修建议。

关键词：桥梁检测；混凝土检测；荷载试验；桥梁诊断与评估

Abstract

With the development of China's transportation technology,more and more road bridges are continuously opened to traffic.Whether it is a bridge in construction or a bridge in operation,in order to ensure the safety of citizens' lives and property, maintain social peace and development, and reduce the loss of the national economy.The detection and diagnosis of the bridge needs to run through the whole operation period of the bridge,thus highlighting the importance of bridge inspection out.

This paper mainly studies the methods of bridge detection and diagnosis according to the relevant national regulations,the main research content contains the following points

1.Bridge appearance detection

Detecting comprises detecting the appearance of the main bridge of the superstructure, the lower structure, the bridge deck system and associated structures of.According to the relevant regulations, the scale of the various components of the bridge shall be assessed.According to the rating method of bridge technology status, the assessment of bridge technical status grade.

2.Concrete strength testing and other special testing

The three types of concrete strength testing methods, including rebound method using rebound tester, ultrasonic rebound method based on ultrasonic principle, and core sampling method for drilling concrete samples, were studied.And methods for special detection such as depth detection of concrete carbonation, thickness detection of reinforcing steel protective layers, and corrosion detection of steel bars.

3.Load test

The purpose of the test and the test method for the static load test and dynamic load test are also studied.And a data processing method of test results,and through the data obtained, evaluate the bearing capacity and durability of the bridge.

4.After fully understanding the contents and methods of bridge detection,the above three items were tested on the bridge with the actual bridge detection project.And record the test results,standardized diagnosis and assessment of the bridge,and gives recommendations for the maintenance and repair of existing bridges diseases.

Key Words：Bridge detection;Concrete detection;Load test；Bridges diagnosis and evaluation

目录

摘要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第一章 绪论 1

1.1研究背景 1

1.2国内外研究现状 1

1.3论文的研究内容和方法 3

第二章 桥梁外观诊断方法 5

2.1外观检查内容 5

2.2 目测检测方法 7

2.3 图像检测方法 7

2.3.1 图像采集装置及传输系统 7

2.3.2 裂缝图像处理 8

第三章 混凝土检测方法 12

3.1混凝土强度检测方法 12

3.1.1回弹法 12

3.1.2超声回弹综合法和钻心取样法 13

3.2其他特殊检测 13

第四章 荷载试验 15

4.1静载试验 15

4.1.1测试项目及测点布置 15

4.1.2试验过程 15

4.2动载试验 16

4.2.1试验内容 16

4.2.2试验方法 16

第五章 桥梁诊断与评估方法 18

5.1桥梁诊断和评定国家规范 18

5.2桥梁等级评定方法 18

第六章 某大桥的桥梁诊断与评估案例 22

6.1工程概况 22

6.2外观检测评估 22

6.3混凝土强度检测 23

6.4荷载试验及数据分析 24

6.4.1静载试验 24

6.4.2动载试验 30

6.5桥梁诊断与评估 32

6.6养护建议 33

第七章 结论与展望 35

7.1本文总结 35

7.2展望 35

参考文献 36

致谢 37

第一章 绪论

1.1研究背景

道路桥梁在一个国家的交通和经济发展中占有着非常重要的地位，桥梁的建造与检测维护是一个国家道路交通建设的重要组成之一。随着时间的流逝和科技的快速发展，公路桥梁建设已步入一个高峰期，对于已经建立并投入使用的主要桥梁，它成为了运输系统的核心项目，并在保护生命线工程和稳步提高国民经济中发挥着重要作用。随着我国桥梁建设技术的发展，桥梁建造设计及施工理论技术要求越来越高、越来越严谨，桥梁结构的复杂性和灵活度也增大，我国的悬索桥和梁式桥等各种类型的桥梁长度也越来越长，无数桥梁跨过山间和湖泊，给交通运输和经济发展起到非常大的推动作用，同时对桥梁的安全维护要求也越来越高。

桥梁是道路交通的枢纽，对国民经济的发展起着重要的作用，但是在桥梁长期的服役过程中总是避免不了一定的损伤，比如不适当的维修、突发事故、地震、同行车辆严重超载、侵蚀等等，轻则混凝土表面剥落，重则桥体坍塌，造成不可挽回的损失。在过去的几十年里就发生过桥梁安全事故：1989年奥克兰海湾大桥在洛马普列塔地震中坍塌；1994年在北岭地震中有公路和桥梁受损；著名的美国塔科马海峡大桥、重庆彩虹桥、高雄-平顿桥等都发生过突发性的断裂……这些事故不仅造成了人员伤亡，也造成了很大的经济损失，引起人类的关注。随着时间的推移，桥梁的安全性能及承载性能也会逐渐降低，因此必须要有科学的检验和评估方法来检测桥梁的安全性、可靠性及耐久性，不能存在安全隐患。

对每座桥梁的检测，目的都是为了及早去发现存在的桥梁中的病害和异常现象，检测评估其是否需要拆除重建，或采取合理科学的维修方法，对桥梁的维修和保养提供科学依据，以确保桥梁的使用安全、使用寿命及承载能力，并为桥梁设计、规范提供依据，完善桥梁健康数据库。

1.2国内外研究现状

20世纪50年代，人类首次提出关于桥梁检测的研究，并在美国和其他国家进行了人工检测的桥梁检测标准的确定。美国国家桥梁检验标准(NIBS)规定所有桥梁应进行验收测试，对桥梁的物理性能和功能作用的检测应每两年进行一次检测；在有必要的情况下，可对桥梁进行结构损伤检测、全面检测和临时检测。在我国，有许多桥梁检测评估规范，如旧公路桥标识的承载能力、公路桥梁养护规范、城市桥梁养护技术规范等，对桥梁损伤识别和评价状态进行了详细的规定。根据这些规范，桥梁检测可分为常规检查、定期检查(包括正常和结构性定期检查)和专项检查。我国交通部在第七个五年计划期间就设立了公路桥梁养护管理系统，推动我国桥梁检测的发展。CBMS主要依靠相关管理部门的专业人员定期检查，将桥梁检测结果按照评定标度打分，通过对数理计算评定桥梁状况等级，并以此为基础制定养护对策。

近年来，我国公民对“要致富，先修路”的思想认识深刻，我国的大型桥梁建成数量剧增，一座座壮观的桥梁拔地而起，连通祖国的大江南北，桥梁结构的复杂性也因地势和其他因素变得越来越多元化发展，针对我国桥梁建成和运营情况，我国交通部颁发了《公路桥涵养护规范》（），其他相关部门也颁发了很多关于对桥梁养护的规范和道路桥梁的诊断评估方法，让桥梁在规划、施工建设、运营保养等一系列阶段中保持健康良好状态。同时，我国也在致力建设桥梁的无损检测和智能化检测，让桥梁检测变得更精确、更高效、更系统。

桥梁检测方法可以分为局部检测和全局检测，局部检测用于检查各部分的结构状态，在结构缺陷部分可以找到损伤位置，这些过程主要依靠经验、目视观察和成熟的无损检测方法，全局检测主要依赖于基于全局结构损伤状态的结构属性，包括刚度、质量分布和动态参数等，目前中国的桥梁检测方法基本上都是使用局部检测方法进行的。

随着科学技术的发展，桥梁无损检测方法越趋成熟。无损检测技术在桥梁检测中不会对桥梁造成质量、性能和结构上的损伤，无损检测主要是分析桥梁的物理性能指标以对桥梁各项性能进行判断，以此来保障道路桥梁交通的安全性。无损检测技术有很多种方法，下面举例几种被应用得比较多的方法：

1.超声波检测技术

超声波检测技术，顾名思义就是利用超声波的传播方式对桥梁内部进行检测的方法，即使用锤子等硬物敲击桥梁的同时，会有低频性应力波传播，它在非均匀的介质中传播或碰到裂缝时就会被以反射的形式传播回来，而工作人员就可以对该应力波进行分析，再对桥梁结构进行科学的推测，以便找出空隙或裂缝部位，并记录空隙或裂纹的相关信息。

2.光纤传感检测技术

光纤传感检测技术是以光纤为媒介，利用了光纤在不同物理量中的不同反应效果这一特征，在利用光纤传感检测技术检测时，为了确保检测仪器的信号稳定，外界物理量会进行相互转换，从而保障了桥梁检测的效率。但其技术还有待突破，价格并不低廉，因此光纤传感检测技术还待完善。

3.图像检测技术

激光全息图像摄影技术是利用激光全息摄影技术对桥梁进行数据分析和计算，得到数据发展趋势，该方法很具有直观性，精度高的同时也检测得比较全面；红外成像检测技术是利用不同材料的不同导热性能这一特性，对桥梁内部结构的红外成像进行分析，从而可以得到桥梁内部的实际情况，找出桥梁内部空隙或裂缝等故障的具体位置。这两种技术就是图像检测技术的主要内容。

随着工业4.0时代的到来，桥梁无损检测方法会变得多种多样，但是无损检测的目的都是保证在桥梁不受损坏的情况下利用科技进行各项检测，以快速精确地得到检测结果，对桥梁的长期维护和运营起到一定的保护作用。

1.3论文的研究内容和方法

对一座大桥进行桥梁检测，则应掌握其检测方法理论和检测内容，对所得的检测结果进行处理分析，对桥梁进行科学地评估。本文在充分分析了桥梁检测的方法和原理后，以广东省某大桥为例，结合工程实际，对该大桥提供科学合理地诊断评估，并进行综合分析评价该桥梁的技术状况，对桥梁的实际情况提出合理的结论和养护建议。

论文中对桥梁检测的研究方法主要有：

1.常规检测方法：对桥梁的上部结构、下部结构和桥面系及其附属结构进行外观检查，结合《城市桥梁养护技术规范》（）和《公路桥涵养护规范》（）中的常规综合评估法，对桥梁做更有针对性、更全面细致的检测及技术状况等级评定。

2.裂缝图像处理：对于不便于人工直接接触或到达的部位，借助工业相机CCD采集混凝土表面图像并传输回图像处理系统，对其进行一系列处理，得到裂缝的长度、宽度、面积、发展趋势等相关特征值，大量减少了人工劳动力，使桥梁检测更高效、精确、便捷。

3.混凝土检测：混凝土是桥梁最主要的建筑材料，对其进行检测评估是非常必要的。对混凝土进行各项科学检测，以得到混凝土强度、应变力、碳化程度、内部钢筋锈蚀程度等情况，以评估桥梁整体的安全承载能力、耐久性等指标，对桥梁今后的运营情况非常重要。

4.荷载试验：在桥梁中选取有代表性的桥跨来并根据实际桥梁情况制定合理的试验方案，测试桥跨在一定的外力负载作用下时桥梁结构各项指标与理论结果的吻合度及工况，并利用试验结果计算桥梁的承载能力，为今后的运营工作设定限度值。

桥梁检测和诊断是一个有技术含量的工程，必须遵照科学的方法进行检测和诊断评估，探明桥梁内部和外部的结构损伤和病害程度，评估桥梁部件的完好程度，为桥梁养护提供依据，确保其工作在良好状态。桥梁检测和诊断的最大意义就是保障桥梁安全运营，保障民生安全、人民幸福。

论文研究方法流程图：

图1.1 桥梁检测与诊断的研究方法

第二章 桥梁外观诊断方法

常规综合评估法是我国常用的桥梁外观检测评估方法，我国《城市桥梁养护技术规范》（）和《公路桥涵养护规范》（）等规范就采用了这种方法，即利用加权平均等数理统计方法的混合评估方法将桥梁分为四类五种，桥梁各部件权重详见表2.1。

表2.1 桥梁各部件权重

2.1外观检查内容

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