武漢新順暢建筑工程有限公司是一家集施工、檢測、租賃等于一體的公司，公司機(jī)械設(shè)備先進(jìn)，質(zhì)量管理嚴(yán)控，經(jīng)濟(jì)實(shí)力雄厚，業(yè)務(wù)多市場大。 經(jīng)營范圍包括特種建筑工程專業(yè)承包；支座更換，防腐涂裝，橋梁維修加固，檢修車租賃；為建筑工程提供勞務(wù)服務(wù)；橋梁工程、公路工程、建筑工程、園林綠化工程、消防工程、土石方工程、防水工程、防腐工程、保溫工程施工；鋼結(jié)構(gòu)加工、安裝；工程機(jī)械、建筑設(shè)備租賃、預(yù)應(yīng)力工程施工等。

我國交通運(yùn)輸事業(yè)的飛速發(fā)展，為道路和橋梁的建設(shè)提供了良好的機(jī)遇，建成了不同結(jié)構(gòu)形式的大跨徑懸索橋、斜拱橋、拱橋、連續(xù)剛構(gòu)橋等等，目前在役橋梁的總數(shù)已達(dá)80萬座以上，標(biāo)志著我國橋梁技術(shù)已進(jìn)入世界先進(jìn)行列。然而橋梁所處環(huán)境是比較惡劣，受到許多人為的、天然災(zāi)害的影響，以及橋梁管理的不足、人力和物力的有限，使橋梁老化、損傷情況較為嚴(yán)重。為了適應(yīng)交通的需求，充分利用現(xiàn)有的橋梁，能地為社會(huì)服務(wù)，就需要對橋梁、特別是對年久失修的橋梁進(jìn)行評估，了解橋梁工作狀況，并預(yù)測其承載能力。這包括對橋梁的質(zhì)量檢測、結(jié)構(gòu)檢算，必要時(shí)再進(jìn)行荷載試驗(yàn)，總稱為橋梁檢測與評估，目的是了解橋梁存在的病害，取得關(guān)鍵部位的受力的應(yīng)力（應(yīng)變）、變形、位移或沉降等重要數(shù)據(jù)，經(jīng)過計(jì)算分析與研究確定病害的原因，橋梁結(jié)構(gòu)實(shí)際承載能力以及剩余壽命，為橋梁養(yǎng)護(hù)提供依據(jù)。通常對橋梁結(jié)構(gòu)檢測項(xiàng)目包括：橋面系的檢測、鋼筋混凝土與預(yù)應(yīng)力混凝土梁或鋼梁的檢測、圬工和鋼筋混凝土拱及拱上建筑的檢測、橋梁支座的檢測、橋梁下部結(jié)構(gòu)的檢測、橋梁水文及調(diào)治結(jié)構(gòu)的檢測、結(jié)構(gòu)裂縫的檢測等等。橋梁結(jié)構(gòu)檢算是根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)的相關(guān)規(guī)范，設(shè)計(jì)依據(jù)或竣工資料，也可以根據(jù)檢測結(jié)果對橋梁結(jié)構(gòu)主要控制截面、結(jié)構(gòu)薄弱部位進(jìn)行檢算，來評定橋梁結(jié)構(gòu)承載能力及其適用條件。橋梁荷載試驗(yàn)是對橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行直接加載測試的一項(xiàng)科學(xué)試驗(yàn)工作，是基于橋梁檢測和結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)論，通過對橋梁進(jìn)行直接荷載試驗(yàn)，以獲取實(shí)測資料，分析評定橋梁承載能力。

1. 斜索索力的檢測

斜拉橋的結(jié)構(gòu)主要由三大部分組成，斜索通過索搭將斜拉橋梁上的恒載和活載傳到墩或臺(tái)的基礎(chǔ)上。斜索檢測包括索力的檢測、錨固區(qū)的檢測、索塔塔頂位移的檢測、主梁標(biāo)高的測量、典型部位日變化觀測等等。斜索索力的檢測是這類包含柔性構(gòu)件結(jié)構(gòu)檢測的特點(diǎn)之一，通過準(zhǔn)確地測取索力，可以充分掌握全橋結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)。斜拉橋成橋后索力的檢測方法有：頻率法、磁通量法和光纖光柵法。光纖光柵法所用的傳感器是在光纖的纖芯范圍，采用紫外光對光纖側(cè)面進(jìn)行曝光或其它方法寫入，使該段范圍內(nèi)的折射率沿光纖軸線發(fā)生周期性變化，再通過周期性變化柵格的反射波長的移動(dòng)，來感應(yīng)外界物理量的變化，這種測量技術(shù)的特點(diǎn)是尺寸小、線性度高且重復(fù)性好、抗電磁干擾和抗腐蝕能力強(qiáng)、測量和響應(yīng)速度都很快等優(yōu)點(diǎn)。是結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的理想的，一種有較高的精度的技術(shù)。不過目前這種方法并未大范圍推廣應(yīng)用，普及率，從而價(jià)格太高。

磁通量法是一種測定索力、監(jiān)測斜索銹蝕程度的非破壞性方法。這種方法的使用是預(yù)先將作為傳感器的磁通環(huán)套在斜索上，通過測定磁通量變化，根據(jù)索力與磁通量之間的關(guān)系來推算索力。磁通量法所用的傳感器材料是電磁是，由兩層線圈組成，因此不會(huì)影響索的任何力學(xué)和物理特性，除了溫度之外幾乎不受其他干擾因素影響，相對別的檢測方法精度較高。缺點(diǎn)是對于沒有預(yù)埋傳感器的斜索測量是不能應(yīng)用的。此外傳感器和測試儀器價(jià)格很高，一般大跨度斜拉橋的斜索都有上百根，甚至好幾百根，若每根索都安裝磁通量傳感器，成本太大。目前有一種新型的磁通量傳感器，是由兩個(gè)半環(huán)合成，檢測索力時(shí)可以隨時(shí)隨地扣在斜索的外面進(jìn)行，這就可以大減小檢測工作的成本。但半環(huán)合成磁通量傳感器靈敏度非常低，而且很不穩(wěn)定，尚處于研制階段，沒有實(shí)際工程價(jià)值。

頻率法檢測索力是在人工或環(huán)境激勵(lì)下，利用加速度傳感器拾取斜索的隨機(jī)振動(dòng)信號(hào)，即時(shí)域圖；再通過FFT將時(shí)域圖轉(zhuǎn)化為斜索的頻譜圖，確定斜索的各階自振頻率；根據(jù)索力與自振頻率之間的對應(yīng)關(guān)系到實(shí)測的索力。頻率法測量索力是一種間接方法，其精度取決于高靈敏度拾振技術(shù)以及準(zhǔn)確的索力與頻率關(guān)系。檢測時(shí)將加速度傳感器簡單地固定在斜索上，能同時(shí)進(jìn)行單根或多根索力的檢測。因?yàn)椴恍枰A(yù)埋傳感器，不僅適用于施工中的橋梁，也適用于成橋檢測和長期監(jiān)測，尤其是事先沒有預(yù)埋其它傳感器的舊橋的檢測，幾乎是的選擇。不用預(yù)埋加速度傳感器，可重復(fù)使用，成本較低，精度也較好的，因此是當(dāng)今使用為廣泛的索力檢測手段。 利用振動(dòng)頻率法求索力，可以確保斜索的。因?yàn)樾崩瓨驅(qū)嶋H的索力只是斜索極限強(qiáng)度的40%左右，只要斜索不發(fā)生銹蝕，錨固區(qū)不出現(xiàn)松動(dòng)、損傷等現(xiàn)象，斜索一般是不會(huì)發(fā)生問題的。但若要充分了解斜索的工作狀態(tài)，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。已有的研究工作指出，斜索的剛度、垂度、仰角以及風(fēng)力、雨雪等因素對自振頻率都有影響，要正確地掌握斜索的索力，還應(yīng)考慮消除這些因素的影響。

2. 索塔塔頂位移的檢測

斜拉橋所受的交通荷載、主梁自重及置于橋面各種設(shè)施的重量，都是通過斜索傳遞給索塔的來承擔(dān)的。斜拉橋的索塔除了根部與地基剛性固結(jié)之外，再無其他約束。索塔的自重的所有的斜索索力則是索塔的荷載。索力的作用是沿索的軸線方向，其水平分力則是使索塔產(chǎn)生水平位移。通常索塔的平衡是利用塔軸線對稱的兩側(cè)索力來維持。由于建筑材料的不均勻、施工過程中的誤差等因素，很難保證索塔兩側(cè)索力的完全對稱，從而造成索塔的偏移。于是索塔塔頂?shù)亩ㄎ粍t是確保索塔是否出現(xiàn)了偏移的重要措施。特別是考慮到索塔的長細(xì)比，盡管索塔具有一定的剛度，但仍然是一個(gè)細(xì)桿構(gòu)件。根據(jù)結(jié)構(gòu)分析，索塔可以看作是一懸臂構(gòu)件，塔的位移是顯著的。

斜索索力的變化對索塔水平位移的影響不能小覷。另外，不論是鋼塔還是混凝土塔，受溫度的影響都是比較大的。國內(nèi)大部分的氣溫在冬夏之差、晝夜之差，白天的陰陽面之差，都會(huì)對索塔產(chǎn)生溫度效應(yīng)。再進(jìn)一步考慮到風(fēng)和雨雪的影響，索塔塔頂實(shí)際上在不停地?cái)[動(dòng)。應(yīng)用目前已有的測量儀器，如全站儀、GPS等設(shè)備，對索塔塔頂位移的檢測是完全沒有問題的。但是只有設(shè)法消除這些綜合因素，測出的塔位移才是索塔的真實(shí)受力狀態(tài)。

已有的研究表明，在實(shí)際檢測中可以通過典型時(shí)段，對塔頂進(jìn)行連續(xù)的的測量，同時(shí)監(jiān)測溫度、風(fēng)力和風(fēng)向等環(huán)境資料，有條件的話好還能進(jìn)行相應(yīng)斜索的索力檢測，然后歸納出塔頂位移和這些因素之間的關(guān)系式，終給出索塔塔頂位移真實(shí)的檢測值。

3. 結(jié)構(gòu)營運(yùn)期間的仿真計(jì)算

橋梁結(jié)構(gòu)仿真技術(shù)的應(yīng)用日臻廣泛，已在橋梁工程中的設(shè)計(jì)、施工監(jiān)控和檢測中必不可少的重要環(huán)節(jié)。斜拉橋的仿真計(jì)算是在于建立一個(gè)能夠、正確反映橋梁結(jié)構(gòu)真實(shí)性態(tài)的完整的有限元仿真模型，根據(jù)斜拉橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和力學(xué)特性，進(jìn)行計(jì)算分析，以代替一部分實(shí)際的工作，減輕一部分實(shí)際工程的工作量。

斜拉橋仿真模型建立的過程中，計(jì)算模式和計(jì)算理論的選擇應(yīng)該能夠準(zhǔn)確模擬承載構(gòu)件的空間位置、尺寸、材料特性以及連接形式和荷載作用等因素。然后進(jìn)行大規(guī)模的全橋結(jié)構(gòu)效應(yīng)分析計(jì)算，得到相對詳盡、和可靠的分析結(jié)果。在建模過程中單元的合理選取和劃分、邊界條件的正確模擬都是如實(shí)反應(yīng)橋梁實(shí)際狀態(tài)的要點(diǎn)?；谟邢拊抡婺Ｐ偷慕Y(jié)構(gòu)理論計(jì)算結(jié)構(gòu)和斜拉橋?qū)嶋H檢測結(jié)果的對比分析，可以相互驗(yàn)證，找出存在的錯(cuò)誤，為今后修正更準(zhǔn)確地建模提供依據(jù)，為以后的檢測工作提供指導(dǎo)作用，以達(dá)到替代一部分的斜拉橋檢測工作的目的。

結(jié)構(gòu)營運(yùn)期間的斜拉橋仿真計(jì)算，除了考慮正確建模之外，還應(yīng)兼顧斜拉橋的動(dòng)態(tài)因素。在斜拉橋正常使用中，由于荷載與環(huán)境因素的作用，主梁標(biāo)高、索塔位置都不是確定不動(dòng)的，因此在仿真計(jì)算時(shí)，有限元分析的各單元結(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)應(yīng)根據(jù)實(shí)際工作狀態(tài)而有所調(diào)整。另外隨著時(shí)間的流逝，材料也會(huì)逐步老化、損傷，分析時(shí)也應(yīng)考慮到材料性能的衰退。諸如此類的原因要求仿真計(jì)算必須與實(shí)際檢測結(jié)合起來，才能真正準(zhǔn)確地反映斜拉橋的受力狀態(tài)。

4.研究展望

通過對斜拉橋?qū)嶋H受力狀態(tài)的檢測，可以為橋梁使用的可靠及維修加固提供科學(xué)的依據(jù)和積累、必要的技術(shù)資料。另外通過建立斜拉橋的健康檔案數(shù)據(jù)庫，也能為進(jìn)一步完善、發(fā)展橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算理論。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種橋梁的設(shè)計(jì)、施工以及建筑材料的性能都在不斷提高，但仍然是一個(gè)不容忽視問題。例如斜索的壽命是斜拉橋的關(guān)鍵之一。人們關(guān)心是斜索如何防腐，以及錨固區(qū)的結(jié)構(gòu)損傷和抗疲勞性能。近年來斜索防腐措施雖有不斷改進(jìn)，錨固區(qū)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工方法也在提高，但橋梁結(jié)構(gòu)畢竟還是要長期經(jīng)歷風(fēng)雨。所以說只有通過索力檢測來了解斜索的，還是為可靠。同樣對于全結(jié)構(gòu)的檢測，仍是將來保證橋梁的重要措施。