橋梁檢測可靠性的研究
2011-07-15 來源：雜志整理
1967年，美國俄亥俄河上的銀橋在交通高峰期間坍塌．造成46人死亡 這場災難是由于橋梁螺栓連接處的螺桿斷裂引起的。橋的坍塌引起了人們對橋梁結(jié)構(gòu)安全性的重視：次年，啟動了國家橋梁檢測計劃，要求對高速公路上的橋梁進行定期和不定期的檢測，最后，“國家橋梁檢測計劃”和1971年修訂的“國家橋梁檢測標準”組成了“最低限度橋梁檢測標準”，這些標準規(guī)定了橋梁檢測的方式、時間以及由誰來負責。就基本術(shù)語而言橋梁檢測就是對橋梁狀況進行專業(yè)性評估和推斷 橋梁檢測人員可借助大量的工具、儀器以便更準確、有效和可靠地完成檢測工作．盡管有這些高精密檢測儀器，但是．最普通的測定方法還是通過視覺鑒定橋梁狀況。有許多種典型的橋梁檢測方法．每一種反歐不同的程度和范圍第一種叫“內(nèi)部檢測法”，這種方法的目的是確定橋粱結(jié)構(gòu)基本狀況，找出潛在的和已知的1．Ⅱ1題區(qū)。最普通的方法是“國家橋梁檢測標準 所稱的“常規(guī)檢測法”．這種方法的目的是檢測橋梁的運營狀況以確保橋梁繼續(xù)滿足使用需求。另一種可選擇的方法是“國家橋梁標準”定義的“深度檢測法”．這種方法的目的是檢測橋梁缺陷。“常規(guī)檢測法”通常不做這種檢測。“危險檢測法”類似“深度檢測法”，所不同的是它是對由于人為因素或環(huán)境狀況造成的橋梁危害進行的例行檢測。全國性的橋梁檢測需要多方面的資料+檢測主要依賴于主觀的視覺評估+而評估結(jié)果又影響著橋梁的安全與維修。由于利種原因，在聯(lián)邦高速公路管理局的“非破壞性評估檢驗中心（NDEVC）”掀起了一場“關(guān)于高速公路橋梁視覺檢測（VI）可靠性的綜臺研究”，這項研究的總目標在于對“常規(guī)檢測法”和“深度檢測法”的準確性和可靠性提供一套全面的測試辦法，并對人為因素和環(huán)境因素對檢測可靠性的影響進行研究這項研究包括兩個主要方面—— 現(xiàn)狀調(diào)查和實地調(diào)查。
1 現(xiàn)狀調(diào)查
為了確保橋梁業(yè)主得益于視覺檢測，此項調(diào)查旨在確定有關(guān)橋梁檢測的現(xiàn)行政策和措施。調(diào)查由三方聯(lián)臺進行—— 州交通部門、縣交通部門和檢測承包人。50個州交通部門、哥倫比亞地區(qū)和波多黎各是調(diào)查的重點．但是為了在次要道路系統(tǒng)使橋梁檢測工作得到理解，依阿華州的99個縣被吸收參加，此外，還征得了15個橋梁檢測承包人對該組織的全面理解。該項調(diào)查包括三部分．每部分都有不同的重點第一部分重點是確定檢測隊伍的組成．特別是使用多少檢測員．有資格的專業(yè)工程師參加現(xiàn)場檢測隊伍的比例以及檢測員實踐經(jīng)驗的平均水準。第二部分主要是評估行政管理要求對視覺檢測的影響，這部分涉及檢測單位的規(guī)模、需檢測橋梁的總數(shù)、對檢測員的培訓要求和視覺檢測的要求。最后一部分重點放在普遍使用非破壞性評估（NDE）技術(shù)的應用上 這一系列調(diào)查的目的在于搞清目前NDE的使用情況以及目前和今后的需要：大約72％的調(diào)查得到反饋，普遍結(jié)論是：① 專業(yè)工程師一般不參加現(xiàn)場檢測隊。② 對橋梁檢測員沒有直接的視覺檢測要求。③ 檢測報告和數(shù)據(jù)記錄的審核是質(zhì)量控制最普遍的形式。④ 截止目前，在橋梁檢測中，視覺檢測是最普遍應用的非破壞性檢測手段。
2 實地調(diào)查
在實地調(diào)查中，一般采用的方法是讓一組有經(jīng)驗的檢測員完成一系列“非破壞性評估檢驗中心（NDEVC）”預先選定的橋梁檢測任務。檢測人員主要來自州交通部門，共計49人，代表25個州，在NDE—VC工作人員的指導下完成規(guī)定的10座橋梁的檢測任務。與此同時 檢測員和檢測環(huán)境的有關(guān)信息要收集起來用于評估他們對橋梁檢測可靠性的影響。為確保得出有關(guān)視覺檢測的具體結(jié)論，NDEVC的工作人員對被壩I試橋梁的狀況都作了詳細說明，然后才用于研究之中。
3 人為和環(huán)境因素的測試
該項研究最重要的一個方面是對獨立的兩個可變因素—— 人為和環(huán)境因素．進行統(tǒng)一而客觀的測定，這些因素的測定足以確定與檢測結(jié)果之間準確而有意義的因果關(guān)系；
環(huán)境狀況的測定較為簡易，溫度、濕度、風速、噪音大小、光線強弱的檢測每一次都在固定地方進行。這些測定全部用標準儀器。除了這些因素，一般的天氣狀況，如：雨、云等也要記錄下來以便在檢測中對橋梁所在地的環(huán)境狀況獲得全面的認識。人為因索的測定相對來說就復雜多了，需應用4種獨立的方法— — 書面調(diào)查表、體能測試、口頭詢問及直接觀察。
所有參與的檢測員要填寫2份志愿表，意在評估諸多“不能測定”的人為因素。這些調(diào)查表的目的是對檢測員的生理、心理素質(zhì)進行假量測定。這種評估一般包括身體、大腦的健康狀況、對危險情況的感知及該方面的訓練。此外，還包括收集檢測員對橋梁檢測現(xiàn)狀的認識。一張調(diào)查表在檢測前完成，而另一張則在檢測后完成，這種“前后模式”記錄了檢測員態(tài)度和狀況的顯著變化三項直接的身體測試包括對影響視覺檢測可靠性的一些特征、思維的測試，這些測試特別與檢測員的視力有關(guān)。在“常規(guī)檢測”中，檢測員必須從遠距離評估橋梁狀況，因此，檢測員需參加遠距離視覺敏銳程度的測試，類似醫(yī)生進行的視力檢查，這是壩I試視覺敏銳程度的一種可靠方法。相反，在“深度檢測”中，檢壩I員需做近距離的評估，這主要依靠近距離視覺敏銳·性，所以，需做近距離視覺敏銳程度的測試。為了全面考察視覺能力，檢測員還需做“色彩分辨”的視覺測試，這種方法是擺放16頂彩色帽子，顏色相近的放在一起，通過這種測試，“色彩分辨”的視覺缺陷很快就可以確定。每一次橋梁檢測前后，人為因素要立即進行測試，這種測試是通過NDEVC的工作人員對檢壩I員的詢問來完成的 許多問題是有關(guān)檢測員在橋梁檢測前后的生理和心理狀況的，其余一些問題意在評估檢測員對各種橋梁特征的感知度；利用這些測試，可以對影響橋梁檢測可靠·性的問題獲得很好的理解最后一種測試人為因素的辦法是通過直接觀察。NDEVC的工作人員仔細觀察和記錄檢測員在檢測中的一舉一動以獲取種種信息，如：怎樣進行檢測、檢測員注意力集中點以及使用的工具等等。
4 檢測任務
檢測員需完成l0個不同類型的橋梁檢測任務包括混凝土和鋼結(jié)構(gòu)橋的常規(guī)梭壩I和深度檢測?？偣?項檢測要在使用和未投人使用的橋梁上進行；橋梁檢測中．檢測員需提供每座橋的橋臺、上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的條件參數(shù)，參數(shù)是就橋梁腐蝕的程度和廣度全面描述橋梁的一組數(shù)字。除了條件參數(shù)，檢測員要根據(jù)其實踐做好書面記錄（如：檢測筆記）以補充條件參數(shù)檢測員還要求完成3喹橋的深度檢測，比例是2座橋的上部結(jié)構(gòu)和1座鋼筋混凝土橋的橋臺。如果需要，可給檢測員提供特殊的設(shè)備，如：臂式起重機或起重梯．使他們能夠全面評估橋梁的各個部分。
5 結(jié)語
視覺檢測是橋梁檢測的主要方法，而NDE（非破壞性評估）可靠性的研究叉是全面評估視覺檢測可靠性的有效辦法。通過收集檢測員素質(zhì)和檢測環(huán)境等方面的數(shù)據(jù)，可以得出影響視覺檢測的有關(guān)結(jié)論?？梢灶A見這項研究成果有助于確定正常橋梁檢測的準確性，并且有助于橋梁業(yè)主更有效地安排和使用橋梁檢測方法。
