橋梁在一個國家的交通運輸和經(jīng)濟發(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，橋梁造價相對較高、投資較大，社會效益影響較大。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)問題越來越突出，比如鋼管混凝土拱橋，它是近年來發(fā)展迅速的一種橋型，雖然其優(yōu)點很突出，但其失穩(wěn)問題也很突出，隨著跨徑的增大，失穩(wěn)越嚴重，這給橋梁設(shè)計師帶來了很多困難。因此穩(wěn)定性的研究對橋梁建設(shè)的發(fā)展極其重要。
（一）影響橋梁穩(wěn)定性的因素
1.溫度的變化。
?、僭摌蛄旱姆€(wěn)定系數(shù)隨著溫度的降低而提高。
②對于同一種工況，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)場或橋梁事故現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的問題一般都與施工材料有關(guān)，比如采用低強度的磚、水泥、混凝土以及不合格的鋼筋。對于施工工藝，支架與模板的安裝不得當(dāng)；在鋼筋綁扎時，未對鋼筋的接頭和數(shù)量等問題給予足夠的關(guān)注；在混凝土的澆筑過程中，工人澆筑不規(guī)范等問題。這些存在的問題都會嚴重影響到橋梁的穩(wěn)定性。
3.鋼筋混凝土的保護層厚度。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。保護層的主要作用在于保護混凝土構(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，從而避免對橋梁穩(wěn)定性的影響。
二、加強橋梁穩(wěn)定性設(shè)計的思路
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鋼筋混凝土是在建筑工程中經(jīng)常會用到的一種復(fù)合材料，又叫鋼筋混凝土，指的是鋼筋與混凝土的混合體。因為鋼筋有一定的強度，而混凝土又適合對一些中空的區(qū)域進行填充澆筑，將兩者結(jié)合到一起，就可以將兩者的優(yōu)點結(jié)合在一起?；炷吝€可以起到保護鋼筋的作用，因為在一般的情況下，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，則會將腐蝕破壞的效果降低一些。但是，混凝土對鋼筋也是一把雙刃劍，混凝土本身對鋼筋的影響也是很大的，如果在混凝土中加入過量的砂石，可能會在鋼筋與混凝土發(fā)生相對位移時磨損鋼筋，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，這樣也會腐蝕鋼筋。在施工過程中或是養(yǎng)護過程中，發(fā)現(xiàn)鋼筋混凝土出現(xiàn)的問題，就要馬上給予解決的措施，不能夠忽視一些小的事故或問題，不然就很容易養(yǎng)虎為患，到了最后出現(xiàn)大的問題，造成不可挽回的影響。最有效的辦法就是加厚混凝土保護層，這樣能從根本上解決鋼筋受腐蝕的問題，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)，在媒體中報道的一些橋梁通車不長的時間，有的是一年，有的不到一年，還有的正在驗收期，就出現(xiàn)了不同程度的塌陷狀況或其他的質(zhì)量問題。我們不禁要問，為什么在施工工藝取得了巨大進步的今天，橋梁的質(zhì)量卻比以前差很多呢？其實最常見的就是水對橋梁的損害。橋梁越建越復(fù)雜，可能積水的地方越來越多，但給橋梁清理積水卻沒有專業(yè)的工人，一般都是讓積水揮發(fā)。這樣就會出現(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，還有的橋梁會出現(xiàn)局部水泥脫落、鋼筋裸露等現(xiàn)象。這樣看來，在橋梁的設(shè)計中加入防水層的設(shè)計，或是在設(shè)計中加入一些防水元素，對橋梁的安全是大有裨益的。還要在設(shè)計時將橋面設(shè)計成拱形，一般的拱形度數(shù)不超過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。
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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)系最大的有兩個方面，一是設(shè)計方面，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，要達到這樣的要求，必須使用高等級的混凝土，密度高且滲透率低，這樣既能夠加強鋼筋混凝土的強度，又能夠使鋼筋在使用的過程中避免損害。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。
（四）計算機技術(shù)的應(yīng)用
計算機作為新興技術(shù)在橋梁設(shè)計時也有很廣泛的應(yīng)用。在設(shè)計前期進行的計算、繪圖、設(shè)計等步驟，還有現(xiàn)代為橋梁設(shè)計量身而定的軟件，都為設(shè)計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，計算機的虛擬技術(shù)越來越發(fā)達，事先規(guī)劃好的建筑圖景都可以通過計算機的界面呈現(xiàn)在我們面前，可以借助此功能對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的感受。虛擬現(xiàn)實技術(shù)也在橋梁設(shè)計建筑過程中得到更加廣泛的應(yīng)用。
三、橋梁檢測技術(shù)
?。ㄒ唬┏暡z測技術(shù)。超聲檢測技術(shù)的基本原理就是利用相關(guān)儀器測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)的波動來分析介質(zhì)中的缺陷。 超聲波檢測技術(shù)有很多優(yōu)點，比如使用安全、操作簡單等。超聲法檢測橋梁時，超聲波可以穿透鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)并在其中傳播。穿透測試法也受到一些條件限制，檢測時必須有兩個相對的測試面，因此該方法不能用于對隧道混凝土結(jié)構(gòu)的檢測。在穿透檢測技術(shù)中，影響發(fā)展的關(guān)鍵問題是能否高效地捕捉缺陷信號。因而在橋梁檢測中常采用多測點數(shù)據(jù)比較，通過概率統(tǒng)計的方法來處理數(shù)據(jù)，進而評估缺陷。
?。ǘ┑刭|(zhì)雷達檢測技術(shù)。地質(zhì)雷達技術(shù)的特點是無損檢測、經(jīng)濟快速、精度高、直觀?；驹硎峭ㄟ^地質(zhì)雷達發(fā)射的高頻電磁波的反射情況來判斷物體內(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、橋梁檢測等領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛。
?。ㄈ┞暟l(fā)射法檢測技術(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，在破壞過程中會釋放一部分應(yīng)力，產(chǎn)生向四周擴散的應(yīng)力波，這就是聲發(fā)射。
橋梁結(jié)構(gòu)由于內(nèi)部的缺陷問題，在產(chǎn)生裂縫等破壞過程中會釋放能量，產(chǎn)生應(yīng)力波。將聲發(fā)射器放在待檢測部位，通過分析收到的聲波時間差就可以確定缺陷的位置。該方法的優(yōu)點是快速和準確。
?。ㄋ模_擊回波法檢測技術(shù)。沖擊回波法檢測技術(shù)是利用儀器向橋梁待檢測的結(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。這樣可以通過分析返回的波確定缺陷的位置，假設(shè)沒有缺陷也可以快速測量結(jié)構(gòu)的厚度。
該方法有點是方便和快捷。但由于其檢測的結(jié)果不太全面，因而在實際檢測工作中應(yīng)用較少。
?。ㄎ澹┘t外熱像檢測技術(shù)。紅外熱像檢測技術(shù)原理就是用相關(guān)儀器檢測物體放射出的紅外線能量，分析物體表面溫度的分布特點，比較直觀地顯示出待檢測結(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：a、適合非接觸性的大范圍非破壞檢測；b、溫度分辨率高；c、檢測模式靈活。
（六）光纖傳感器檢測技術(shù)。光纖傳感技術(shù)是利用光纖對某些特定的物理量敏感的特性，將外界物理量轉(zhuǎn)換成可以直接測量的信號的技術(shù)。光纖傳感器的基本工作原理是將來自光源的光經(jīng)過光纖送入調(diào)制器，使待測參數(shù)與進入調(diào)制區(qū)的光相互作用后，導(dǎo)致光的光學(xué)性質(zhì)（如光的強度、波長、頻率、相位、偏振態(tài)等）發(fā)生變化，稱為被調(diào)制的信號光，再過利用被測量對光的傳輸特性施加的影響，完成測量。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)用于橋梁檢測中的光纖傳感器主要為相位調(diào)制型，用來測量混凝土結(jié)構(gòu)變形及內(nèi)部應(yīng)力，檢測大型結(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
社會主義市場經(jīng)濟飛速發(fā)展，公路橋梁作為交通運輸現(xiàn)代化的重要組成部分，在社會主義建設(shè)中發(fā)揮著越來越大的作用，為人民提供了越來越優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。橋梁的設(shè)計者和施工者要時刻想著肩上擔(dān)負的擔(dān)子，建設(shè)優(yōu)質(zhì)工程，為中國的橋梁建筑事業(yè)添磚加瓦。
