橋梁在一個(gè)國(guó)家的交通運(yùn)輸和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有重要地位，作為連接公路的紐帶與咽喉。與其他基礎(chǔ)設(shè)施相比，橋梁造價(jià)相對(duì)較高、投資較大，社會(huì)效益影響較大。因此，人們總是采取各種有效措施確保其工程質(zhì)量，其中穩(wěn)定性的研究以及
橋梁檢測(cè)工作是保證橋梁質(zhì)量安全的重要手段。
一、現(xiàn)代橋梁的穩(wěn)定性
隨著中國(guó)橋梁建設(shè)事業(yè)的迅速發(fā)展，橋梁的形式多種多樣，但是橋梁的失穩(wěn)問(wèn)題越來(lái)越突出，比如鋼管混凝土拱橋，它是近年來(lái)發(fā)展迅速的一種橋型，雖然其優(yōu)點(diǎn)很突出，但其失穩(wěn)問(wèn)題也很突出，隨著跨徑的增大，失穩(wěn)越嚴(yán)重，這給橋梁設(shè)計(jì)師帶來(lái)了很多困難。因此穩(wěn)定性的研究對(duì)橋梁建設(shè)的發(fā)展極其重要。
?。ㄒ唬┯绊憳蛄悍€(wěn)定性的因素
1.溫度的變化。
①該橋梁的穩(wěn)定系數(shù)隨著溫度的降低而提高。
②對(duì)于同一種工況，溫度下降的幅度越大，穩(wěn)定系數(shù)提高的越多。由此可見，溫度的變化對(duì)橋梁穩(wěn)定性有影響。
2.施工材料及施工工藝。在施工現(xiàn)場(chǎng)或橋梁事故現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題一般都與施工材料有關(guān)，比如采用低強(qiáng)度的磚、水泥、混凝土以及不合格的鋼筋。對(duì)于施工工藝，支架與模板的安裝不得當(dāng)；在鋼筋綁扎時(shí)，未對(duì)鋼筋的接頭和數(shù)量等問(wèn)題給予足夠的關(guān)注；在混凝土的澆筑過(guò)程中，工人澆筑不規(guī)范等問(wèn)題。這些存在的問(wèn)題都會(huì)嚴(yán)重影響到橋梁的穩(wěn)定性。
3.鋼筋混凝土的保護(hù)層厚度。從最外層鋼筋的外邊緣到混凝土截面外邊緣的垂直最小距離為鋼筋混凝土的保護(hù)層厚度。通常情況下，鋼筋混凝土在特定的外界環(huán)境影響下易發(fā)生凍融循環(huán)、碳化作用、氯化腐蝕等現(xiàn)象。這些現(xiàn)象將直接造成混凝土壓碎并對(duì)混凝土造成永久性不可逆的損傷或因鋼筋銹蝕造成的結(jié)構(gòu)破壞。保護(hù)層的主要作用在于保護(hù)混凝土構(gòu)件內(nèi)部的鋼筋避免因化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕破壞，從而避免對(duì)橋梁穩(wěn)定性的影響。
二、加強(qiáng)橋梁穩(wěn)定性設(shè)計(jì)的思路
（一）鋼筋混凝土的加厚保護(hù)層
鋼筋混凝土是在建筑工程中經(jīng)常會(huì)用到的一種復(fù)合材料，又叫鋼筋混凝土，指的是鋼筋與混凝土的混合體。因?yàn)殇摻钣幸欢ǖ膹?qiáng)度，而混凝土又適合對(duì)一些中空的區(qū)域進(jìn)行填充澆筑，將兩者結(jié)合到一起，就可以將兩者的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在一起?；炷吝€可以起到保護(hù)鋼筋的作用，因?yàn)樵谝话愕那闆r下，鋼筋極容易受到外界環(huán)境的腐蝕，比如氧化腐蝕（生銹），氯化腐蝕等等。有了一層混凝土的保護(hù)，則會(huì)將腐蝕破壞的效果降低一些。但是，混凝土對(duì)鋼筋也是一把雙刃劍，混凝土本身對(duì)鋼筋的影響也是很大的，如果在混凝土中加入過(guò)量的砂石，可能會(huì)在鋼筋與混凝土發(fā)生相對(duì)位移時(shí)磨損鋼筋，也可能由于在混凝土中混有的大量化學(xué)物質(zhì)將鋼筋主體腐蝕，這種腐蝕的損傷都是不可逆的。除此以外，混凝土如果處理不當(dāng)，會(huì)在澆筑之后出現(xiàn)裂縫，或是出現(xiàn)漏雨漏水的現(xiàn)象，這樣也會(huì)腐蝕鋼筋。在施工過(guò)程中或是養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)鋼筋混凝土出現(xiàn)的問(wèn)題，就要馬上給予解決的措施，不能夠忽視一些小的事故或問(wèn)題，不然就很容易養(yǎng)虎為患，到了最后出現(xiàn)大的問(wèn)題，造成不可挽回的影響。最有效的辦法就是加厚混凝土保護(hù)層，這樣能從根本上解決鋼筋受腐蝕的問(wèn)題，有效的提升橋梁的重力荷載。
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最近幾年新建的橋梁數(shù)量很多，我們也很容易發(fā)現(xiàn)，在媒體中報(bào)道的一些橋梁通車不長(zhǎng)的時(shí)間，有的是一年，有的不到一年，還有的正在驗(yàn)收期，就出現(xiàn)了不同程度的塌陷狀況或其他的質(zhì)量問(wèn)題。我們不禁要問(wèn)，為什么在施工工藝取得了巨大進(jìn)步的今天，橋梁的質(zhì)量卻比以前差很多呢？其實(shí)最常見的就是水對(duì)橋梁的損害。橋梁越建越復(fù)雜，可能積水的地方越來(lái)越多，但給橋梁清理積水卻沒(méi)有專業(yè)的工人，一般都是讓積水揮發(fā)。這樣就會(huì)出現(xiàn)很多的不良后果，比如橋面的密度降低，很容易出現(xiàn)車轍，還有的橋梁會(huì)出現(xiàn)局部水泥脫落、鋼筋裸露等現(xiàn)象。這樣看來(lái)，在橋梁的設(shè)計(jì)中加入防水層的設(shè)計(jì)，或是在設(shè)計(jì)中加入一些防水元素，對(duì)橋梁的安全是大有裨益的。還要在設(shè)計(jì)時(shí)將橋面設(shè)計(jì)成拱形，一般的拱形度數(shù)不超過(guò)5%，將水引向橋面兩側(cè)，兩側(cè)分別設(shè)暗溝和排水管，可以有效的導(dǎo)出雨水或積水。
?。ㄈ╀摻罨炷恋膹?qiáng)度加強(qiáng)
從上述的介紹中，我們能夠得出這樣的結(jié)論，即：橋梁的質(zhì)量與許多方面有關(guān)系，關(guān)系最大的有兩個(gè)方面，一是設(shè)計(jì)方面，二是材料方面。材料的優(yōu)劣是鋼筋混凝土自身穩(wěn)定度與荷載的關(guān)鍵因素。提高穩(wěn)定度的原理是使鋼筋不被腐蝕破壞，最基本的方法就是降低混凝土層的滲透性，要達(dá)到這樣的要求，必須使用高等級(jí)的混凝土，密度高且滲透率低，這樣既能夠加強(qiáng)鋼筋混凝土的強(qiáng)度，又能夠使鋼筋在使用的過(guò)程中避免損害。這樣的方法也不是百試百靈的，在一些地區(qū)，由于環(huán)境的要求，必須使用添加一些化學(xué)元素的混凝土，這些化學(xué)元素會(huì)在鋼筋混凝土的內(nèi)部腐蝕鋼筋，如果遇到這樣的情況，就要將鋼筋與混凝土結(jié)合之前，做好鋼筋的防腐工作，電鍍法是最常用的。
?。ㄋ模┯?jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用
計(jì)算機(jī)作為新興技術(shù)在橋梁設(shè)計(jì)時(shí)也有很廣泛的應(yīng)用。在設(shè)計(jì)前期進(jìn)行的計(jì)算、繪圖、設(shè)計(jì)等步驟，還有現(xiàn)代為橋梁設(shè)計(jì)量身而定的軟件，都為設(shè)計(jì)工作提供了很多的方便。使得圖紙的信息更加有立體感和可操作性。還有，計(jì)算機(jī)的虛擬技術(shù)越來(lái)越發(fā)達(dá)，事先規(guī)劃好的建筑圖景都可以通過(guò)計(jì)算機(jī)的界面呈現(xiàn)在我們面前，可以借助此功能對(duì)建筑提出更多的改造意見?？s小版的橋梁生成以后，可以借助特殊工具的使用去真實(shí)的感受。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也在橋梁設(shè)計(jì)建筑過(guò)程中得到更加廣泛的應(yīng)用。
三、橋梁檢測(cè)技術(shù)
?。ㄒ唬┏暡z測(cè)技術(shù)。超聲檢測(cè)技術(shù)的基本原理就是利用相關(guān)儀器測(cè)量分析超生脈沖在介質(zhì)中的傳播速度、波幅、頻率、周期等參數(shù)，然后根據(jù)這些參數(shù)的波動(dòng)來(lái)分析介質(zhì)中的缺陷。 超聲波檢測(cè)技術(shù)有很多優(yōu)點(diǎn)，比如使用安全、操作簡(jiǎn)單等。超聲法檢測(cè)橋梁時(shí)，超聲波可以穿透鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)并在其中傳播。穿透測(cè)試法也受到一些條件限制，檢測(cè)時(shí)必須有兩個(gè)相對(duì)的測(cè)試面，因此該方法不能用于對(duì)隧道混凝土結(jié)構(gòu)的檢測(cè)。在穿透檢測(cè)技術(shù)中，影響發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題是能否高效地捕捉缺陷信號(hào)。因而在橋梁檢測(cè)中常采用多測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)比較，通過(guò)概率統(tǒng)計(jì)的方法來(lái)處理數(shù)據(jù)，進(jìn)而評(píng)估缺陷。
（二）地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)。地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)的特點(diǎn)是無(wú)損檢測(cè)、經(jīng)濟(jì)快速、精度高、直觀。基本原理是通過(guò)地質(zhì)雷達(dá)發(fā)射的高頻電磁波的反射情況來(lái)判斷物體內(nèi)部的缺陷情況。該技術(shù)是精度比較高的一種物理探測(cè)技術(shù)，在工程地質(zhì)、文物考古、混凝土結(jié)構(gòu)探傷、橋梁檢測(cè)等領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛。
?。ㄈ┞暟l(fā)射法檢測(cè)技術(shù)。材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不均勻、各種性質(zhì)缺陷的存在，因而會(huì)產(chǎn)生局部應(yīng)力集中的情況，從而導(dǎo)致材料產(chǎn)生裂縫或破壞，在破壞過(guò)程中會(huì)釋放一部分應(yīng)力，產(chǎn)生向四周擴(kuò)散的應(yīng)力波，這就是聲發(fā)射。
橋梁結(jié)構(gòu)由于內(nèi)部的缺陷問(wèn)題，在產(chǎn)生裂縫等破壞過(guò)程中會(huì)釋放能量，產(chǎn)生應(yīng)力波。將聲發(fā)射器放在待檢測(cè)部位，通過(guò)分析收到的聲波時(shí)間差就可以確定缺陷的位置。該方法的優(yōu)點(diǎn)是快速和準(zhǔn)確。
?。ㄋ模_擊回波法檢測(cè)技術(shù)。沖擊回波法檢測(cè)技術(shù)是利用儀器向橋梁待檢測(cè)的結(jié)構(gòu)表面發(fā)送應(yīng)力波，波在結(jié)構(gòu)體里面?zhèn)鞑?，?dāng)遇到缺陷就不能夠繼續(xù)穿透而是反射。這樣可以通過(guò)分析返回的波確定缺陷的位置，假設(shè)沒(méi)有缺陷也可以快速測(cè)量結(jié)構(gòu)的厚度。
該方法有點(diǎn)是方便和快捷。但由于其檢測(cè)的結(jié)果不太全面，因而在實(shí)際檢測(cè)工作中應(yīng)用較少。
?。ㄎ澹┘t外熱像檢測(cè)技術(shù)。紅外熱像檢測(cè)技術(shù)原理就是用相關(guān)儀器檢測(cè)物體放射出的紅外線能量，分析物體表面溫度的分布特點(diǎn)，比較直觀地顯示出待檢測(cè)結(jié)構(gòu)的不連續(xù)缺陷。
由于這種技術(shù)的非接觸性，它具有一下有點(diǎn)：a、適合非接觸性的大范圍非破壞檢測(cè)；b、溫度分辨率高；c、檢測(cè)模式靈活。
?。┕饫w傳感器檢測(cè)技術(shù)。光纖傳感技術(shù)是利用光纖對(duì)某些特定的物理量敏感的特性，將外界物理量轉(zhuǎn)換成可以直接測(cè)量的信號(hào)的技術(shù)。光纖傳感器的基本工作原理是將來(lái)自光源的光經(jīng)過(guò)光纖送入調(diào)制器，使待測(cè)參數(shù)與進(jìn)入調(diào)制區(qū)的光相互作用后，導(dǎo)致光的光學(xué)性質(zhì)（如光的強(qiáng)度、波長(zhǎng)、頻率、相位、偏振態(tài)等）發(fā)生變化，稱為被調(diào)制的信號(hào)光，再過(guò)利用被測(cè)量對(duì)光的傳輸特性施加的影響，完成測(cè)量。目前開發(fā)的高精度、高分辨率及結(jié)構(gòu)小型化的傳感器多以功能型傳感器為主。目前應(yīng)用于橋梁檢測(cè)中的光纖傳感器主要為相位調(diào)制型，用來(lái)測(cè)量混凝土結(jié)構(gòu)變形及內(nèi)部應(yīng)力，檢測(cè)大型結(jié)構(gòu)、橋梁健康狀況等，其中最主要的都是將光纖傳感器作為一種新型的應(yīng)變傳感器使用。
四、結(jié)束語(yǔ)
社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，公路橋梁作為交通運(yùn)輸現(xiàn)代化的重要組成部分，在社會(huì)主義建設(shè)中發(fā)揮著越來(lái)越大的作用，為人民提供了越來(lái)越優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。橋梁的設(shè)計(jì)者和施工者要時(shí)刻想著肩上擔(dān)負(fù)的擔(dān)子，建設(shè)優(yōu)質(zhì)工程，為中國(guó)的橋梁建筑事業(yè)添磚加瓦。
