橋梁檢測(cè)可靠性的研究
2011-07-15 來(lái)源：雜志整理
1967年，美國(guó)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(chǎng)災(zāi)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(duì)橋梁結(jié)構(gòu)安全性的重視：次年，啟動(dòng)了國(guó)家橋梁檢測(cè)計(jì)劃，要求對(duì)高速公路上的橋梁進(jìn)行定期和不定期的檢測(cè)，最后，“國(guó)家橋梁檢測(cè)計(jì)劃”和1971年修訂的“國(guó)家橋梁檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)”組成了“最低限度橋梁檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)”，這些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了橋梁檢測(cè)的方式、時(shí)間以及由誰(shuí)來(lái)負(fù)責(zé)。就基本術(shù)語(yǔ)而言橋梁檢測(cè)就是對(duì)橋梁狀況進(jìn)行專(zhuān)業(yè)性評(píng)估和推斷 橋梁檢測(cè)人員可借助大量的工具、儀器以便更準(zhǔn)確、有效和可靠地完成檢測(cè)工作．盡管有這些高精密檢測(cè)儀器，但是．最普通的測(cè)定方法還是通過(guò)視覺(jué)鑒定橋梁狀況。有許多種典型的橋梁檢測(cè)方法．每一種反歐不同的程度和范圍第一種叫“內(nèi)部檢測(cè)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(guó)家橋梁檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn) 所稱(chēng)的“常規(guī)檢測(cè)法”．這種方法的目的是檢測(cè)橋梁的運(yùn)營(yíng)狀況以確保橋梁繼續(xù)滿(mǎn)足使用需求。另一種可選擇的方法是“國(guó)家橋梁標(biāo)準(zhǔn)”定義的“深度檢測(cè)法”．這種方法的目的是檢測(cè)橋梁缺陷。“常規(guī)檢測(cè)法”通常不做這種檢測(cè)。“危險(xiǎn)檢測(cè)法”類(lèi)似“深度檢測(cè)法”，所不同的是它是對(duì)由于人為因素或環(huán)境狀況造成的橋梁危害進(jìn)行的例行檢測(cè)。全國(guó)性的橋梁檢測(cè)需要多方面的資料+檢測(cè)主要依賴(lài)于主觀的視覺(jué)評(píng)估+而評(píng)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(píng)估檢驗(yàn)中心（NDEVC）”掀起了一場(chǎng)“關(guān)于高速公路橋梁視覺(jué)檢測(cè)（VI）可靠性的綜臺(tái)研究”，這項(xiàng)研究的總目標(biāo)在于對(duì)“常規(guī)檢測(cè)法”和“深度檢測(cè)法”的準(zhǔn)確性和可靠性提供一套全面的測(cè)試辦法，并對(duì)人為因素和環(huán)境因素對(duì)檢測(cè)可靠性的影響進(jìn)行研究這項(xiàng)研究包括兩個(gè)主要方面—— 現(xiàn)狀調(diào)查和實(shí)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(jué)檢測(cè)，此項(xiàng)調(diào)查旨在確定有關(guān)橋梁檢測(cè)的現(xiàn)行政策和措施。調(diào)查由三方聯(lián)臺(tái)進(jìn)行—— 州交通部門(mén)、縣交通部門(mén)和檢測(cè)承包人。50個(gè)州交通部門(mén)、哥倫比亞地區(qū)和波多黎各是調(diào)查的重點(diǎn)．但是為了在次要道路系統(tǒng)使橋梁檢測(cè)工作得到理解，依阿華州的99個(gè)縣被吸收參加，此外，還征得了15個(gè)橋梁檢測(cè)承包人對(duì)該組織的全面理解。該項(xiàng)調(diào)查包括三部分．每部分都有不同的重點(diǎn)第一部分重點(diǎn)是確定檢測(cè)隊(duì)伍的組成．特別是使用多少檢測(cè)員．有資格的專(zhuān)業(yè)工程師參加現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)隊(duì)伍的比例以及檢測(cè)員實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的平均水準(zhǔn)。第二部分主要是評(píng)估行政管理要求對(duì)視覺(jué)檢測(cè)的影響，這部分涉及檢測(cè)單位的規(guī)模、需檢測(cè)橋梁的總數(shù)、對(duì)檢測(cè)員的培訓(xùn)要求和視覺(jué)檢測(cè)的要求。最后一部分重點(diǎn)放在普遍使用非破壞性評(píng)估（NDE）技術(shù)的應(yīng)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(zhuān)業(yè)工程師一般不參加現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)隊(duì)。② 對(duì)橋梁檢測(cè)員沒(méi)有直接的視覺(jué)檢測(cè)要求。③ 檢測(cè)報(bào)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(cè)中，視覺(jué)檢測(cè)是最普遍應(yīng)用的非破壞性檢測(cè)手段。
2 實(shí)地調(diào)查
在實(shí)地調(diào)查中，一般采用的方法是讓一組有經(jīng)驗(yàn)的檢測(cè)員完成一系列“非破壞性評(píng)估檢驗(yàn)中心（NDEVC）”預(yù)先選定的橋梁檢測(cè)任務(wù)。檢測(cè)人員主要來(lái)自州交通部門(mén)，共計(jì)49人，代表25個(gè)州，在NDE—VC工作人員的指導(dǎo)下完成規(guī)定的10座橋梁的檢測(cè)任務(wù)。與此同時(shí) 檢測(cè)員和檢測(cè)環(huán)境的有關(guān)信息要收集起來(lái)用于評(píng)估他們對(duì)橋梁檢測(cè)可靠性的影響。為確保得出有關(guān)視覺(jué)檢測(cè)的具體結(jié)論，NDEVC的工作人員對(duì)被壩I試橋梁的狀況都作了詳細(xì)說(shuō)明，然后才用于研究之中。
3 人為和環(huán)境因素的測(cè)試
該項(xiàng)研究最重要的一個(gè)方面是對(duì)獨(dú)立的兩個(gè)可變因素—— 人為和環(huán)境因素．進(jìn)行統(tǒng)一而客觀的測(cè)定，這些因素的測(cè)定足以確定與檢測(cè)結(jié)果之間準(zhǔn)確而有意義的因果關(guān)系；
環(huán)境狀況的測(cè)定較為簡(jiǎn)易，溫度、濕度、風(fēng)速、噪音大小、光線強(qiáng)弱的檢測(cè)每一次都在固定地方進(jìn)行。這些測(cè)定全部用標(biāo)準(zhǔn)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(lái)以便在檢測(cè)中對(duì)橋梁所在地的環(huán)境狀況獲得全面的認(rèn)識(shí)。人為因索的測(cè)定相對(duì)來(lái)說(shuō)就復(fù)雜多了，需應(yīng)用4種獨(dú)立的方法— — 書(shū)面調(diào)查表、體能測(cè)試、口頭詢(xún)問(wèn)及直接觀察。
所有參與的檢測(cè)員要填寫(xiě)2份志愿表，意在評(píng)估諸多“不能測(cè)定”的人為因素。這些調(diào)查表的目的是對(duì)檢測(cè)員的生理、心理素質(zhì)進(jìn)行假量測(cè)定。這種評(píng)估一般包括身體、大腦的健康狀況、對(duì)危險(xiǎn)情況的感知及該方面的訓(xùn)練。此外，還包括收集檢測(cè)員對(duì)橋梁檢測(cè)現(xiàn)狀的認(rèn)識(shí)。一張調(diào)查表在檢測(cè)前完成，而另一張則在檢測(cè)后完成，這種“前后模式”記錄了檢測(cè)員態(tài)度和狀況的顯著變化三項(xiàng)直接的身體測(cè)試包括對(duì)影響視覺(jué)檢測(cè)可靠性的一些特征、思維的測(cè)試，這些測(cè)試特別與檢測(cè)員的視力有關(guān)。在“常規(guī)檢測(cè)”中，檢測(cè)員必須從遠(yuǎn)距離評(píng)估橋梁狀況，因此，檢測(cè)員需參加遠(yuǎn)距離視覺(jué)敏銳程度的測(cè)試，類(lèi)似醫(yī)生進(jìn)行的視力檢查，這是壩I試視覺(jué)敏銳程度的一種可靠方法。相反，在“深度檢測(cè)”中，檢壩I員需做近距離的評(píng)估，這主要依靠近距離視覺(jué)敏銳·性，所以，需做近距離視覺(jué)敏銳程度的測(cè)試。為了全面考察視覺(jué)能力，檢測(cè)員還需做“色彩分辨”的視覺(jué)測(cè)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(guò)這種測(cè)試，“色彩分辨”的視覺(jué)缺陷很快就可以確定。每一次橋梁檢測(cè)前后，人為因素要立即進(jìn)行測(cè)試，這種測(cè)試是通過(guò)NDEVC的工作人員對(duì)檢壩I員的詢(xún)問(wèn)來(lái)完成的 許多問(wèn)題是有關(guān)檢測(cè)員在橋梁檢測(cè)前后的生理和心理狀況的，其余一些問(wèn)題意在評(píng)估檢測(cè)員對(duì)各種橋梁特征的感知度；利用這些測(cè)試，可以對(duì)影響橋梁檢測(cè)可靠·性的問(wèn)題獲得很好的理解最后一種測(cè)試人為因素的辦法是通過(guò)直接觀察。NDEVC的工作人員仔細(xì)觀察和記錄檢測(cè)員在檢測(cè)中的一舉一動(dòng)以獲取種種信息，如：怎樣進(jìn)行檢測(cè)、檢測(cè)員注意力集中點(diǎn)以及使用的工具等等。
4 檢測(cè)任務(wù)
檢測(cè)員需完成l0個(gè)不同類(lèi)型的橋梁檢測(cè)任務(wù)包括混凝土和鋼結(jié)構(gòu)橋的常規(guī)梭壩I和深度檢測(cè)。總共7項(xiàng)檢測(cè)要在使用和未投人使用的橋梁上進(jìn)行；橋梁檢測(cè)中．檢測(cè)員需提供每座橋的橋臺(tái)、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(cè)員要根據(jù)其實(shí)踐做好書(shū)面記錄（如：檢測(cè)筆記）以補(bǔ)充條件參數(shù)檢測(cè)員還要求完成3喹橋的深度檢測(cè)，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(tái)。如果需要，可給檢測(cè)員提供特殊的設(shè)備，如：臂式起重機(jī)或起重梯．使他們能夠全面評(píng)估橋梁的各個(gè)部分。
5 結(jié)語(yǔ)
視覺(jué)檢測(cè)是橋梁檢測(cè)的主要方法，而NDE（非破壞性評(píng)估）可靠性的研究叉是全面評(píng)估視覺(jué)檢測(cè)可靠性的有效辦法。通過(guò)收集檢測(cè)員素質(zhì)和檢測(cè)環(huán)境等方面的數(shù)據(jù)，可以得出影響視覺(jué)檢測(cè)的有關(guān)結(jié)論?？梢灶A(yù)見(jiàn)這項(xiàng)研究成果有助于確定正常橋梁檢測(cè)的準(zhǔn)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(cè)方法。
