橋梁是公路的關鍵組成部分，直接關係著公路通行能（néng）力和服務水平（píng）。由（yóu）於我國的橋梁已從建設期轉到了建設和維修（xiū）並（bìng）重期，許多橋梁（liáng）需要進行維修和加固。檢測是維修的前提（tí），隻有全麵掌握了橋（qiáo）梁（liáng）的安全狀況，才能對症下藥（yào），延長橋梁的使用（yòng）壽命。
　　更重要的是檢（jiǎn）測可以盡早發現橋梁（liáng）的安全隱患，避免造成巨大的、不可挽回的損失。同時也可以完善橋梁的資料，為以（yǐ）後的設計和加固提供依據。目前我國的《公路養護技術規範》中規定：“橋涵構造應（yīng）按規定進行檢查，以便係（xì）統地掌握技術狀況（kuàng），及（jí）時發現缺損，采取相應（yīng）的養護措施。”並且要求定期檢查。由於人工神（shén）經網絡方法的引入，使混凝土（tǔ）橋的損傷情況的判定變得容易和準確。

　　一（yī）、橋梁檢測方（fāng）法

　　1、 靜態檢測（cè）方法（fǎ）

　　靜力荷載試驗就是將靜止的荷（hé）載作用（yòng）於橋梁上的指定位置，以便能夠測試出結構的靜應變、靜位移以（yǐ）及裂縫等，從而推斷橋梁（liáng）結構在荷載作（zuò）用下的工作狀態和（hé）使用能力的試驗（yàn）。通過這（zhè）些與橋（qiáo）梁工作性能有關的參數，可以分析得出結構（gòu）的強度、剛度（dù）及（jí）抗裂（liè）性能，據此判斷橋梁（liáng）的（de）承載能（néng）力。

　　在橋梁靜載試（shì）驗中要測量靜應變和靜位移（yí）。在（zài）測量（liàng）應變時結合現場情況（kuàng）在結構上打孔，一般選擇在結（jié）構計算最不利且便於操作的位置。確定良好（hǎo）的加載方案，以便在有限的試驗孔上取（qǔ）得有代表性的測試值。根（gēn）據靜（jìng）態應變值，推算結構截麵的應力分布、杆件（jiàn）的實際（jì）內力與次（cì）應力、混凝土（tǔ）和鋼筋共同作用情況等。

　　在靜位移測量時，要測量豎向靜態位移量(梁的（de）撓度)、水平靜態（tài）位移量（liàng）(梁活動端位移及墩（dūn）頂位移等)。由實（shí）測到的應變（biàn）和位移可以推算出有關的內力(如軸力和彎矩（jǔ）)值和撓度值等（děng）。將它們與理論計算值進行對比，以此作為判定橋梁結構工作狀態的一個重要指標。

　　2、 動態檢測方法

　　動力荷載就是將（jiāng）行駛的汽車（chē）荷載（zǎi）或（huò）其他動力荷載作用於橋梁結構上，來測出結構的動力（lì）特性，從而（ér）判斷出橋梁結構在動力荷載（zǎi）下受衝擊和受振動影響的試驗。其（qí）試驗的目的在於測定結構的（de）動力特（tè）性，如結構的自（zì）振頻率、阻尼（ní）特性及固有振（zhèn）型等：測定結構在動荷載作用下的強迫振動的響應，如振幅、動應力、衝擊係數及疲勞（láo）性能等。這些性能是判斷（duàn）橋梁運營狀況和承載能力的重要標誌之一。

　　當橋梁自振頻率處於（yú）某些範圍時，可由外荷載(包括行使車輛、行人、地震、風載、海浪;中擊等)引發共振造成事故，這是動力檢（jiǎn）測的（de）主要目的。

　　二、現有橋梁的（de）評估方（fāng）法（fǎ）

　　我（wǒ）國現在采用的依（yī）舊是1988年頒布（bù）的《公路舊（jiù）橋承（chéng）載力鑒定方法》(試行)的設計計算（suàn）思路。首先對被檢定的橋梁結構進行檢查(搜集資料、現狀檢查、材質與地基（jī）的檢驗等)，然後結合現場調查的結構各部（bù）分尺寸及材料強（qiáng）度，運用橋梁（liáng）結（jié）構計算理論求得承載力。最後考慮橋梁損壞程度、材料老化程度、橋麵行駛條件、實際交通（tōng）情況、橋梁建造使用期限等因素，經過廣泛的調查研究確定出各項對應的係數，從（cóng）而折算出橋梁（liáng）安全承載力。這種計算充分挖掘現有橋（qiáo）梁的承載（zǎi）潛（qián）力，而對現有橋梁結構的特點及結構損傷（shāng）造成其受力行為的影響（xiǎng）考（kǎo）慮不足。

　　三、基於動載試驗的橋梁結構狀況評估

　　橋（qiáo）梁結構的動（dòng）力特性是與結構的組成形式、剛度、質（zhì）量分布和材料性質等結構本身的固有性質有關（guān），而與荷載等（děng）其他條件無（wú）關（guān）的性質。橋梁的（de）模態參數是整個結構振動係統的基本特性，它是進行結（jié）構動力分析所需的參數，其結果不（bú）僅可以（yǐ）用來分析（xī）結構動載作用下的受力情況，而且為橋梁承載力（lì）狀況評（píng）定提供重要指標。

　　1、固（gù）有頻率的測定

　　對於比較（jiào）簡單的結構，隻需（xū）結構的一階頻率（lǜ），對於較複雜的（de）結（jié）構動力分析，還應考慮第二、第三及更高階的頻率。橋梁固有頻率可以直接通過測試係統實測記錄的功率譜圖上的峰值、時域曆程曲線等（děng）確定。由基頻還可以推算承（chéng）重結構的（de）動剛度。

　　2、阻尼

　　橋梁結構的阻尼特（tè）性一般由對數衰減率δ或阻尼比D來表示，可由時（shí）域信號中的（de）振動衰減曲線求得。另外，也可以從功率譜圖中，用半功率帶寬法來計算（suàn）阻尼，一般測試係（xì）統軟件均可（kě）完成此類分析。

　　3、振型

　　一（yī）般橋梁結（jié）構的基（jī）頻是動力分析的（de）重（chóng）要（yào）參數。傳感器測點的布置根據不同的結構形式（shì），通過理論分析後確（què）定。振型的測定一般采用兩種（zhǒng）方法，一種是使用多個（gè）傳感器測定;另一種（zhǒng）是使用一個傳感器變換位置測量，這種情況下需要一個作用參（cān）考點，測試時比較繁瑣。在條件限製時使用，一般應采取第1種方法測試（shì）。

　　4、衝擊（jī）係數

　　橋規中定（dìng）義衝擊係數為μ衝擊力與汽車荷（hé）載之比。對於線彈性狀態下的結構來說，動荷載產生的荷載效應（yīng）與靜荷載產生的荷載效應之比即為1+μ。因此（cǐ），衝（chōng）擊係數的測試通常用測定結構動應變或動撓度的方法。測試前（qián），在梁的跨中(或最大變位、應變處)布置電（diàn）阻應變片式的位移計（jì）或應（yīng）變計，並通過動態應變儀與電腦相（xiàng）接。試驗時，由加載（zǎi）車輛以某一速度從測點（diǎn）駛過，記錄其（qí）輸出應變隨時間變化的實時（shí）信號。一般情況下，應（yīng）測試記錄多種車速（sù）下的（de）輸出應變結（jié）果，以做分析比較。

　　四、基於人工神經網絡的橋梁結構狀況評估

　　現實中橋梁處於一個複雜的動態係統中，影響結構安全性、適用性及耐久性的因（yīn）素多，各影（yǐng）響因素之間的（de）關係也存在著（zhe）大量的不確定性和模糊性（xìng）。傳統的橋梁結構評估方法不能很好（hǎo）地處理這些不確（què）定（dìng）性因（yīn）素的影響，而人工神經網絡方（fāng）法卻能實（shí）現從輸入參數到輸（shū）出參數之間的非線性映射，非常適合於非線性很強的混凝土橋梁結構損傷診斷。

　　1、工神經網絡

　　人（rén）工（gōng）神經網絡(Artificial Neural Networks，ANN)，一種模仿（fǎng）動物神經網絡行為特（tè）征，進行分布式並行信息處理的算法數學模型。這種網絡（luò）依靠係統的複雜程度，通過調（diào）整內部大（dà）量節（jiē）點之間相互連接的關係，從而達到處理信息的目的。

　　人工神經網絡是並行分布式係統（tǒng），采用了與傳統人（rén）工智能和信息處理技術完全不同的機理，克服了傳統的基（jī）於邏（luó）輯符號的人工智能在處理直覺、非結構化信息方麵的缺陷，具有自適應、自組織和實時學習的特點。

　　神經網絡法用於橋梁結構（gòu）損傷識（shí）別的基本（běn）思想是： 由於結構的（de）損傷（shāng）必然導致（zhì）結構參數(剛度、阻尼和內部荷載)的改變（biàn）。利用數（shù）值求解法(如有限（xiàn）元法、能量法)或（huò）實測方法（fǎ），獲取結構中所需（xū）物理量(如頻率、振型等（děng）)作為（wéi）訓練樣本的輸入（rù）參數，以結構的缺陷作為輸出參數，利用神經網絡具有很強的自（zì）組織、自學習和自適應能力的特點，通過一定數量的訓練樣本讓網絡學習，神經網絡會記住這些知識，實現從（cóng）輸入參數(如結構（gòu）頻率向量等)到輸出參數(如結構損傷位（wèi）置（zhì）、程度等)之間（jiān）的非線性映射，從而可以求得反問題的解，也就可以知道橋梁（liáng）結構的（de）損傷情況（kuàng）。現在常用於損傷診斷的網絡模型有BP網絡模型、對偶傳播神經網絡、徑向基函數(RBF)神經網絡和（hé）模糊（hú）神經（jīng）網絡（luò）等。

　　2、結構等級評估輸入參數

　　混（hún）凝土材料方麵：

　　① 截麵損失程度：由於混凝（níng）土在空氣中的碳化作用，碳化部分將不參（cān）加構件的工作，因此構件截麵減小。此參數以混凝土碳化深度與構件實際尺寸的比值來衡量。

　　② 混（hún）凝土強度（dù）損失程度（dù）：混凝土（tǔ）強度隨時間而降低。此參數以混凝土強度下降程度來衡量（liàng）。

　　③ 開裂（liè）程度：對大部分結構，允許在規定範圍內帶裂（liè）縫工作，但是裂縫的產生和擴展對結構（gòu）的抗彎能力及鋼筋的保護有很大影響。此參數用裂縫寬（kuān）度可靠指標與允許可靠指（zhǐ）標的比值來度量。

　　動力特性方麵：

　　① 固有頻率下（xià）降，由於長期運營，橋梁的固有頻（pín）率、剛度（dù）隨時（shí）間增加有逐漸減小（xiǎo）的趨勢，其豎向剛度降（jiàng）低較快。

　　② 橋梁剛度下降，內部混凝土出現（xiàn）疲勞（láo），產生了塑性變形，大大降低了橋梁剛（gāng）度。

　　3、構等級評估輸出參數

　　通過人工神經（jīng）網絡係統的反複訓練，可以輸出Y值，根（gēn）據《公路舊橋承載（zǎi）能力鑒（jiàn）定方法》(試行)中劃分的4個等級來評估結構等級。Y體現不同的破（pò）損程度，數值越小，破損程（chéng）度越（yuè）小。評估等級與Y取值的對應關係：

　　① 一級，0.00

　　② 二級，0.05

　　③ 三（sān）級，0.15

　　④ 四級（jí），0.35

　　橋梁檢測（cè）是（shì）一項複雜而細致（zhì）的工作，是一項理論實踐結合緊密（mì）的學科。目前我（wǒ）國的很多橋梁進入了維修期，對舊橋進行檢測顯得尤為重（chóng）要。靜載和動載實驗是目（mù）前結（jié）構性能評估（gū）的常用方法， 在此基礎上結合人工神經（jīng）網絡進行結構檢測評（píng）估能（néng）夠更（gèng）加準確並有（yǒu）針對性。在這（zhè）方麵（miàn）國內外學者已經（jīng）進行了研究，並且取得（dé）了一定研究成果。相信人工神經網絡（luò）在橋梁結構的檢測評估（gū）方麵將有很好（hǎo）的發展前（qián）景（jǐng），而且也將為特大橋梁的實時監測提（tí）供可能。