隨著(zhù)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達到了103.32萬(wàn)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(lèi)橋梁總數估計要達到數百萬(wàn)。我國有相當一部分橋梁服役已經(jīng)超過(guò)25年，而這些橋梁的設計荷載等級往往低于現行荷載標準，尤其在超載運營(yíng)的條件下橋梁存在巨大的安全運營(yíng)風(fēng)險。隨著(zhù)在役橋梁運營(yíng)周期的增長(cháng)，橋梁荷載、環(huán)境以及結構退化等因素的影響下，會(huì )造成橋梁承載能力的下降，橋梁的安全問(wèn)題日益受到關(guān)注，國家對于橋梁安全高度重視，近年來(lái)交通部陸續出臺相關(guān)政策加強橋梁檢測、監測工作。

       近年來(lái)橋梁事故頻發(fā)，一方面是橋梁結構自身的結構退化、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(shù)成熟度等方面限制，導致在設計時(shí)難以考慮很全面。如大跨徑連續梁橋長(cháng)期下?lián)蠁?wèn)題、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(wèn)題，在后期運營(yíng)就會(huì )出現大量病害。（3）自然災害對橋梁的破壞也是一個(gè)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(jìn)行大量研究。還有一個(gè)更重要的原因是橋梁結構的超載造成橋梁結構的破壞，甚至是垮塌。我曾經(jīng)做過(guò)一個(gè)科研項目對北京市的公路橋梁荷載模型進(jìn)行研究，車(chē)輛荷載軸載和總重遠超過(guò)設計荷載，如規范規定軸載是14t,而我們統計出最大軸載達到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)規范規定可能有一定的區別，但橋梁檢測（不包括日常巡查）總體上可以分為：橋梁外觀(guān)檢測、橋梁荷載試驗、橋梁承載能力檢算和橋梁結構的專(zhuān)項檢測等。

1、橋梁外觀(guān)檢測

       橋梁外觀(guān)檢測在不同行業(yè)可能有不同的說(shuō)法，公路橋梁的檢測規范上說(shuō)法是“橋梁定期檢測”。橋梁定期檢測主要是通過(guò)觀(guān)測以及簡(jiǎn)單的測量等方式對橋梁結構的構件進(jìn)行檢查。定期檢測檢查的內容包括橋面系、上部結構和下部結構，要檢測人員接近構件進(jìn)行詳細的病害檢查。然后根據各個(gè)構件檢測的結果，按照綜合評定的方法對橋梁結構的技術(shù)狀況進(jìn)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(dòng)載試驗兩種方法，分別從橋梁結構靜態(tài)和動(dòng)態(tài)參數來(lái)評價(jià)橋梁結構的性能。橋梁靜載和動(dòng)載試驗是荷載試驗的兩種方法，他們都是對橋梁結構承載能力評價(jià)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（包括變形、變形等），并將其與荷載試驗的理論結果進(jìn)行對比和分析，根據靜態(tài)參數的校驗系數、殘余變形、相關(guān)系數等來(lái)評價(jià)橋梁結構的承載能力。橋梁結構的固有振動(dòng)特征主要是由其固有頻率、振型、阻尼比等組成；而橋梁結構在汽車(chē)動(dòng)載作用下的動(dòng)態(tài)響應測試，主要是采集行車(chē)、跳車(chē)、制動(dòng)等各種試驗工況下結構的動(dòng)態(tài)響應參數，并對其進(jìn)行動(dòng)態(tài)響應分析，得到結構的阻尼比、沖擊系數、振動(dòng)幅值等參數，從而對其行車(chē)性能進(jìn)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）和耐久性參數（如材料風(fēng)化、物理化學(xué)損傷等）以及自振特性測試，并對汽車(chē)荷載進(jìn)行調查。在以上調查和檢測的基礎上引入檢算系數、承載能力惡化系數、截面折減系數、活載影響修正系數等參數，通過(guò)結構抗力效應和荷載效應來(lái)對結構承載能力進(jìn)行驗算，見(jiàn)下圖。

4、專(zhuān)項檢測

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

橋梁檢測的現狀

1、橋梁外觀(guān)檢測

       橋梁外觀(guān)檢測就是要接近結構的各個(gè)構件對其進(jìn)行詳細的檢查，對其病害狀況進(jìn)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(guò)橋梁檢測車(chē)，升降車(chē)等設備對橋梁進(jìn)行檢測，這就會(huì )增加外觀(guān)檢測的措施費用。對于橋梁檢測項目在預算時(shí)如果沒(méi)有考慮措施費用，就會(huì )造成檢測費用相對較低，檢測單位很難對需要檢測構件進(jìn)行全覆蓋的檢查     由于主要采用目測的方式進(jìn)行檢測，結果受檢測人員的技術(shù)水平的限制很大，具有很大的主觀(guān)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，檢測的結果可能會(huì )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

       根據橋梁靜載試驗的實(shí)測結果、理論計算以及規范的相關(guān)規定對橋梁靜力性能進(jìn)行綜合評價(jià)。靜載試驗靜力性能評價(jià)的主要指標包括兩個(gè)方面：一是將靜力性能主要參數如應力、應變和撓度等參數的實(shí)測值與理論計算值進(jìn)行比較，該指標反映了實(shí)際結構與設計狀態(tài)或目標狀態(tài)的符合程度，說(shuō)明結構的工作性能及安全儲備；二是控制測點(diǎn)的實(shí)測值與規范值的比較，說(shuō)明結構所處的工作狀態(tài)。

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

       目前橋梁靜載試驗評價(jià)橋梁承載能力通過(guò)靜力參數的實(shí)測值與理論計算值進(jìn)行比較，因此實(shí)測值的準確性和理論計算值對評估結構有較大的影響。橋梁結構形式較多，橋梁結構在試驗荷載下結構靜態(tài)參數量值大小變化很大，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構測試結果有很大的影響。

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

  （2） 動(dòng)載試驗

       橋梁結構的動(dòng)力特性測試分析是指通過(guò)振動(dòng)測試的參數（如速度、加速度等）的測試，利用時(shí)、頻域或模態(tài)分析的方法獲得橋梁結構的自振頻率、阻尼比、振型等參數。橋梁結構的模態(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)分析指采用結構有限元分析的方法進(jìn)行分析；試驗模態(tài)分析指通過(guò)橋梁振動(dòng)測試將采集的系統輸入與輸出信號經(jīng)過(guò)參數識別獲得橋梁結構模態(tài)參數的方法。

       橋梁結構的動(dòng)力響應測試就是模擬橋梁結構在車(chē)輛通過(guò)橋梁時(shí)的不同狀態(tài)（如跑車(chē)、跳車(chē)及制動(dòng)）條件，測試橋梁結構的動(dòng)力響應來(lái)評價(jià)橋梁結構的行車(chē)性能。動(dòng)力響應測試的方法包括跑車(chē)試驗、跳車(chē)試驗和制動(dòng)試驗。橋梁沖擊系數分析的試驗方法可以采用跑車(chē)試驗、跳車(chē)試驗。橋梁動(dòng)力響應測試的參數主要有動(dòng)撓度、動(dòng)應變、速度、加速度和沖擊系數等。速度、加速度、動(dòng)應變這些測試參數一般直接用于評價(jià)橋梁結構動(dòng)力性能，速度和加速度等參數可以用來(lái)進(jìn)行橋梁結構的動(dòng)力特性（振型、自振頻率和阻尼比）的計算和分析。橋梁結構動(dòng)載試驗涉及動(dòng)態(tài)測試以及結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場(chǎng)檢測人員可能只會(huì )測試數據，對于數據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(shí)際檢測中采用的較少，主要原因是現場(chǎng)荷載的調查對于檢測單位來(lái)說(shuō)很難把握。

4、專(zhuān)項檢測

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

橋梁檢測存在的問(wèn)題

1、橋梁管理方面的問(wèn)題

       橋梁管理單位進(jìn)行橋梁檢測的目的掌握橋梁結構的技術(shù)狀況以及承載能力以及橋梁結構病害和損壞的程度，從而根據檢測結果進(jìn)行科學(xué)的管理養護或加固維修，以確保橋梁結構的安全運營(yíng)。但橋梁管理單位由于受到地區經(jīng)濟差異、管理制度以及專(zhuān)業(yè)人員缺乏等條件限制，在實(shí)施檢測時(shí)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，導致檢測結果很難達到預期的目標。

（1）橋梁檢測經(jīng)費方面的問(wèn)題

      目前我國橋梁檢測在費用預算方面受地區經(jīng)濟以及財政資金限制等方面的影響，不同地區和不同行業(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)達地區的公路橋梁定期檢測費用單價(jià)達到100元/延米以上，有些地區橋梁檢測費用不足20元/延米。對于橋梁檢測從技術(shù)上講應該沒(méi)有技術(shù)差異，其主要差別可能在于橋梁檢測的措施費用會(huì )有不同差別。山區橋梁、跨河橋梁同平原地區橋梁相比，通常需要采用橋梁檢測車(chē)來(lái)進(jìn)行檢測會(huì )增加大量的措施費用，而在檢測數據采集以及分析方面并沒(méi)有技術(shù)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(jìn)行了明確的規定，但很多省份沒(méi)有自己本省的橋梁檢測定額標準。對于有定額標準的地區，一些定額標準對于措施費用，如根據結構形式、跨越結構物類(lèi)型沒(méi)有使用橋梁檢測車(chē)、支架以及升降車(chē)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(jià)。根據以上存在的問(wèn)題，建議相關(guān)管理部門(mén)制定更為合理、科學(xué)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(jìn)行荷載試驗時(shí)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(guān)重要。對于建造時(shí)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(jìn)行加載實(shí)驗，即使橋梁承載能力能夠滿(mǎn)足設計荷載承載能力的要求，也未必能保證橋梁結構的安全通行。對于這些橋梁如果不按照設計荷載等級進(jìn)行加載，如果要求檢測單位在進(jìn)行靜載實(shí)驗時(shí)依據實(shí)際運營(yíng)的荷載進(jìn)行加載。那么檢測單位就會(huì )面臨一個(gè)實(shí)際運營(yíng)荷載確定的問(wèn)題，而管理單位又難以給出實(shí)際運營(yíng)荷載的統計值。因此橋梁靜載試驗加載的標準值的確定，是事關(guān)橋梁結構能夠安全運行的一個(gè)關(guān)鍵。因此對于運營(yíng)時(shí)間比較長(cháng)的橋梁進(jìn)行承載能力評估，結果的準確性至關(guān)重要。目前我國還沒(méi)有建立各個(gè)地區橋梁荷載評估模型，其實(shí)管理單位對這些橋梁進(jìn)行荷載試驗時(shí)，很難提供實(shí)際通行的荷載模型，這也是行業(yè)面臨的一個(gè)難題。

（3）管理制度方面的限制

       橋梁管理單位在實(shí)施本地區橋梁管理時(shí)，需要符合管制制度的相關(guān)的要求，這對于橋梁檢測項目實(shí)施會(huì )帶來(lái)一定的不利影響。我國的橋梁超載問(wèn)題一直是一個(gè)不可回避的問(wèn)題，近年來(lái)因超載導致的橋梁垮塌的事故時(shí)有發(fā)生，甚至一些橋梁管理單位的人被追究相關(guān)責任。治超部門(mén)和橋梁管理部門(mén)分屬于不同的部門(mén)，橋梁管理單位有時(shí)由于缺乏超載監測數據很難掌握橋梁超載的情況。在進(jìn)行橋梁管理時(shí)需要根據橋梁荷載、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(guān)部門(mén)建立治超部門(mén)和橋梁管理部門(mén)對于超載數據的共享機制；此外對于治超數據不能滿(mǎn)足橋梁管理需求的情況，橋梁管理單位積極立項對橋梁車(chē)輛荷載數據進(jìn)行采集和統計。

       我國不同地區對于橋梁檢測項目的招標由于受當地招投標管理辦法的限制，招標辦法各不相同。有些地區檢測項目在制定項目預算費用可能是合理的，但招標時(shí)按照當地招投標管理制度采用最低價(jià)中標的方法，一些檢測機構采用惡性競爭最后中標價(jià)僅為限制價(jià)的20%獲得中標，這樣檢測結果如何達到預期的效果？檢測項目在我國大規模的建設時(shí)期屬于小眾的管理范疇，管理部門(mén)對其管理制度往往參照政府采購法的相關(guān)辦法，采用最低價(jià)中標的方法。

2、相關(guān)規范標準方面的問(wèn)題

       我國不同行業(yè)的橋梁檢測有相關(guān)規范和標準，但是由于橋梁檢測技術(shù)屬于多學(xué)科的綜合技術(shù)服務(wù)，新的檢測技術(shù)不斷的發(fā)展，導致相關(guān)標準、規范方面還存在一些方面的不足。標準和規范方面的體系不完善以及具體參數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，從而造成評估結構的準確性較差。

       橋梁外觀(guān)檢測主要通過(guò)目測以及簡(jiǎn)單設備量測來(lái)實(shí)施，而橋梁技術(shù)狀況評定的一些標度還存在一些定性的表述，這就使檢測結果受人員主觀(guān)性影響。橋梁動(dòng)載試驗參數評估對于自振頻率的評估有定量的評價(jià)標準，而對于沖擊系數、阻尼比等的評價(jià)沒(méi)有定量的標準。

3、檢測人員方面的問(wèn)題

（1）橋梁外觀(guān)檢測

       橋梁檢測人員比作是橋梁的醫生，但我們可能對于“橋梁醫生”的認識可能不足。有很多人認為橋梁的外觀(guān)檢測非常簡(jiǎn)單，主要是在現場(chǎng)對橋梁的病態(tài)進(jìn)行簡(jiǎn)單的記錄，然后按照規范對橋梁的技術(shù)狀況進(jìn)行評價(jià)。要通過(guò)外觀(guān)檢測對橋梁進(jìn)行準確評估則要求現場(chǎng)的檢測人員具有豐富的經(jīng)驗和理論知識來(lái)發(fā)現病害，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構的技術(shù)狀況的評估至關(guān)重要，現場(chǎng)的記錄不準確往往會(huì )導致評定結果出現嚴重的偏離。 橋梁檢測人員存在的問(wèn)題：一方面現場(chǎng)檢測的人員往往水平達不到要求，一些檢測單位的技術(shù)整體水平可能比較高，但是在現場(chǎng)實(shí)施作業(yè)的一線(xiàn)人員可能是由于經(jīng)驗不足的檢測員來(lái)實(shí)施。目前我國的橋梁外觀(guān)檢測主要依靠目測來(lái)進(jìn)行，不同檢測人員結果可能會(huì )存在一定的偏差，檢測結果具有一定的主觀(guān)性。要確保檢測結果的準確，就要提高檢測人員的專(zhuān)業(yè)素養以減少受人員的主觀(guān)性的影響。

（2）橋梁荷載試驗

       橋梁荷載試驗的現場(chǎng)測試涉及聲光電等各種測試技術(shù)，這就要求測試人員能夠掌握不同方法的原理、適用范圍、參數的設置、數據的采集與分析等內容，如果現場(chǎng)采集數據出現問(wèn)題，檢測結果根本無(wú)法保障。橋梁荷載試驗的結果的評定，往往通過(guò)實(shí)測值與理論計算值的比較來(lái)進(jìn)行的，如果理論計算值有偏差，即使測試結果準確，也難以確保評定結果的可靠。我國橋梁設計規范對于橋梁的設計模型有明確的規定，設計的方法有明確的要求。而我國橋梁靜載試驗相關(guān)的規范對于橋梁靜載試驗有限元模型的建模規定不夠明確，而導致檢測單位的有限元模型的建立有很大差別，模型與結構的實(shí)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。而橋梁檢測結構在進(jìn)行橋梁荷載試驗時(shí)，由于受水平限制測試與分析人員往往是分開(kāi)作業(yè)的。要保證檢測結果的可靠性，檢測機構應加強培訓不斷提高檢測人員的水平，一方面保證測試數據的精度，另一方面要建立合理的計算模型使其與結構的實(shí)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(jìn)行活載的調查。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(guān)設計規范及檢算的方法要熟悉掌握。檢測人員的水平對檢算結果準確性影響更大。

（4）專(zhuān)項檢測

      專(zhuān)項檢測在突發(fā)的情況下有時(shí)需要利用新的技術(shù)對橋梁進(jìn)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檢測基礎上進(jìn)行科研和創(chuàng )新，掌握新的技術(shù)手段才能確保檢測評估結果的科學(xué)性和可靠性。一些突發(fā)的自然災害可能會(huì )導致道路中斷，一些檢測措施如橋梁檢測車(chē)等無(wú)法到達現場(chǎng)，可能需要利用無(wú)人機、爬壁機器人等載體搭載檢測設備對橋梁進(jìn)行檢測。

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