【关键词】高速公路桥梁；桥梁健康监测；检测技术

引言

为保障高速公路桥梁运行的稳定性与安全性，降低安全事故的发生率，需要及时检测并把握其真实的受力状况，对各种影响因素进行有效控制。通过构建完善的监测体系强化桥梁性能，为公路桥梁健康监测提供有效支持。因此，此文的研究具有一定的现实意义。

一、高速公路桥梁健康监测概述

（一）监测目的

高速公路桥梁健康监测的目的是确保桥梁的安全，及时发现高速公路桥梁运行中潜在的病害问题，随着运行年限的增加，在环境侵蚀、材料老化、交通荷载增大及灾变等多种因素的共同影响下，高速公路桥梁运行的安全性难以得到保障。通过对桥梁进行健康监测，可以掌握其在役状态下的运行状况，并作为养护维修的重要参考。监测作业既能预防交通事故，又能及时掌握桥梁的状态，提前做好养护，具有显著的经济、社会意义[1]。

（二）监测内容

高速公路桥梁的监测内容首先在于其结构方面的病害监测。第一，上部结构监测。梁桥的上部结构是重要承载构件，如果出现问题会影响桥梁的安全性。上部结构包括主梁、横隔梁和支座。其中主梁作为桥梁的主要承重结构，其健康与安全性不仅关系到整个桥梁的正常运行，还关系到人们的生命安全。主梁病害涵盖桥面不平、混凝土质量不达标和钢筋锈蚀等。横隔梁如果发生裂缝，可能造成板梁单独受力，进而加重板梁的疲劳破坏，对上部结构造成不良影响。支座作为桥面板和桥墩的转换部位，能够有效地将桥梁车辆荷载传递到墩台上。支座常见问题主要包括加工缺陷、材料缺陷、受力不均等，其最直接的体现是腐蚀、老化、变形等。第二，由盖梁和墩台组成的下部结构。盖梁是桥梁体系中起到衔接和连接作用的重要构造，盖梁的损坏程度与主梁的斜度、跨度和宽度有关。墩台作为桥梁结构中的主要承载结构，其强度与稳定性对桥梁的使用寿命有很大的影响。墩台深埋在水中，在洪涝、泥石流等灾害作用下极易发生侧移、沉降、倾斜、开裂等病害，严重者可造成整座桥倒塌。第三，桥面系。桥面系由桥梁上部的五个构件组成，对车辆行车舒适度起着关键影响。（1）桥面铺装，桥面铺装病害有表层车辙、桥面开裂、坑槽等。（2）桥面板，破坏形式有裂缝、分层和剥落等。（3）伸缩缝，常见病害有防水材料脱落、材料老化、接头松动等。（4）人行道和栏杆，常见损坏有断裂、车辆撞击护栏、混凝土结构脱落等。（5）排水系统，直接关系到桥梁的正常运行，主要病害包括损坏、堵塞、淤泥堆积等[2]。

除了桥梁结构病害以外，还需要针对混凝土病害情况展开监测。第一类是表层缺陷。一是蜂窝，蜂窝的出现主要与坍落度过低、钢筋密度过高、骨料分布不均匀等因素有关，基本上是结构设计方面的原因。此外，也有可能是在浇筑混凝土时振捣不到位或漏振，模板间隙不密，搬运耗时太久，导致混凝土离析，水泥砂浆损失等。二是混凝土表面剥落、老化以及钢筋外露，由于混凝土浇筑时保护层不够厚，保护层部位混凝土质量不符合要求造成表层剥落和老化。三是麻面，由于模板表面不平整、不湿润，在浇筑时会吸收构件表层混凝土中的水分，形成麻面。四是空洞，混凝土振捣不到位，混凝土不密实、不均匀，或钢筋布置不合理，都会导致混凝土空洞的形成。五是磨损，桥面磨损主要是行车造成的，桥梁下部磨损则是因水流快速冲刷导致。六是接缝不平，构件变形，这种损坏是汽车载荷作用影响之下出现的，也与不良建造条件相关。第二类是裂缝。桥梁出现裂缝是很常见的问题，根据桥梁受力性能可以将其划分为非结构性裂缝和结构性裂缝两种类型。非结构性裂缝大多由风化、热胀、冷缩、压实等非荷载因素引发。如混凝土因非荷载变形或自适应性开裂而无法适应自身形变时产生的裂缝。此类裂缝对结构的承载能力没有影响，但若超过一定范围则会严重破坏外观，进而导致结构的耐久性下降。结构性裂缝是指在外界载荷和应力共同影响下产生的结构裂缝，反映在结构强度、刚度和延展度方面。由于拉伸应力产生的剪切应力、弯矩以及部分应力破坏都表现为剪切裂纹，内部应力也可能导致结构性裂缝[3]。