文（wén）章（zhāng）介（jiè）紹水下探摸（mō）和水下攝像方法對橋梁（liáng）的水下基（jī）礎進行檢測的具體（tǐ）方（fāng）法，分析其優缺（quē）點（diǎn），並針對其存在（zài）的問題，提出采用水下機器人進行檢測， 具（jù）有一定的實用價值。

橋（qiáo）梁基礎是橋梁主要（yào）的承（chéng）重結構，其工作狀態直接影響橋梁的承重能力。橋梁基礎多置於水中，長期處於複雜（zá）的水文地質中，受（shòu）水流衝刷還經常遇到汛期威脅及漂流物的（de）撞擊，特（tè）別是近年河道大量抽砂，改變了樁身的自由長度等人（rén）為活動的影響，基礎病害日益嚴重和普遍（biàn），這（zhè）些病害經常性檢查時難於發現，而且時刻威脅著人民（mín）生命財產的安全。因些（xiē），為確保交通運輸安全（quán），對橋梁（liáng）水下基礎的檢查、維修、加固已成為當前公路部門的當務之急（jí）。本人通過實際參與的（de）清遠國省道（dào）橋汾的水下基礎檢查，並（bìng）結合前人調研結果，主要（yào）針對橋梁水下檢測的具體方法（fǎ）進行分析，結合橋梁水下樁基礎檢測中存在的問題（tí），提出（chū）具有針對性的建議。

1.橋梁水下基（jī）礎常規檢查方法（fǎ）橋梁基礎水下外觀檢（jiǎn）查（chá）是使用水下拍照、錄像係統（tǒng），水下超聲波探傷儀等測量工具（jù）。主要采取水上、水下（xià）聯合檢查，潛水員在水下通過探摸及目視檢測（cè），視檢（jiǎn）測時水（shuǐ）質情況采用水下錄像機把檢測的內（nèi）容顯示到水上監視器。檢測工程師通過監（jiān）視器和潛水員電話述說的內容對檢查（chá）內（nèi）容進行判斷，對於作業時發現的混凝土脫（tuō）落、蜂（fēng）窩、水下（xià）結構裂紋、露筋、孔洞和機械損傷等缺陷要進行（háng）水下拍照和定位、定量測量（liàng），垂直位（wèi）置是潛水員在水（shuǐ）下利用量具對病害與墩台(或係梁、樁頂)的相對距離進行測量，水（shuǐ）平位置是潛（qián）水員與水（shuǐ）麵工作人員聯合利用定位杆在水上判斷鍾點位(圓樁的水平位置模擬鍾點位)，定量是潛水員在水下利用量具測（cè）量病害的麵積、深度等相關數（shù）據。

1.1承台(或係梁或重（chóng）力式橋墩基礎)的外觀檢查（chá）檢測人員首先（xiān）通過目視、探摸，對承台(或係梁或重力式（shì）橋墩基礎)進（jìn）行一般性外觀檢查。目的是了（le）解結構的表麵情（qíng）況，如有（yǒu）無機械損（sǔn）傷、裂縫（féng）、腐蝕、露筋、砼(或塊石)脫落等（děng）現象以及水生物生（shēng）長情況等，潛水員要一邊檢查一（yī）邊隨時報告檢查的情（qíng）況，對於異常情況要通過潛水電話通知（zhī）水麵進行（háng）記錄，異常部位潛水員要準確測出缺陷的麵積，如果有露筋還（hái）要測出每一根鋼筋的長度和直徑及（jí）缺陷的相對位置(垂直和鍾點定位)。潛水員（yuán）檢查完後要對承台(或係（xì）梁或重力式橋墩基礎)外觀進行一次（cì）錄像，異常部位要拍照。

1.2樁與承台（tái）(或係梁)連接處樁與承台連接處是受力（lì）比較集中的部位，檢測人員需要仔細（xì）檢測，首先潛水員應對連接處一周進行目視檢查，了解連接處的情況，潛水（shuǐ）員檢（jiǎn）查完後要對樁與承台(或（huò）係梁（liáng）)連接處外觀進行一次錄像，異常部位應拍照。

1.3混凝土樁（zhuāng）的檢測

(1)無（wú）護筒保護的樁。

混凝（níng）土樁基檢測采用目視及探（tàn）摸檢查，主要（yào）檢查混凝土表麵有無明顯:砼（tóng）脫落、裂縫、露筋、孔洞（dòng）、縮頸（jǐng）、機械損（sǔn）傷和纏繞雜（zá）物等。檢（jiǎn）查（chá）時（shí）一般是潛水員先對樁四周進行外觀檢查（chá）。如（rú）果沒有發（fā）現異常情況潛水員要對樁進行一次外觀錄像，當（dāng）發現異常部位應進行詳細的檢測，如縮頸、孔洞、露筋、裂縫、砼脫落和（hé）機械損傷等。方法是先（xiān）將異常部位的水生物、腐蝕物、附著物等清理幹淨（jìng），然後測量該處的麵積、深度(或（huò）高度)以及到參（cān）照點的距離和所在的鍾點位（wèi）等（děng），測量應用相機記錄下來。測量樁的實際（jì）周長計算出樁現在的（de）直徑，在報告中和樁身設計直徑（jìng）進行（háng）比（bǐ）較分析，計算出直徑磨損多少，特別（bié）是有缺陷（xiàn）處（chù）。一般情況下，度量尺等都是必要的設備。為（wéi）了進一步地調查在（zài）檢測期間（jiān）有懷疑的發現，還應備有相關的清理（lǐ）工具。

(2)有（yǒu）護筒保護（hù）的樁。

在對（duì）有鋼製護筒的（de）水中樁基進行檢測時，除了按(1)的（de）檢測方（fāng）式方（fāng）法（fǎ）外，還應重點檢查鋼護筒的腐蝕（shí）情況（kuàng）、護筒（tǒng）底（dǐ）部至河床(或承台)距離及其（qí）它異常（cháng）情況等。對護筒進行腐蝕檢查時應在（zài）護筒上中下三個（gè）部位（wèi）(可根據水深（shēn）增加測（cè）點)用鋼鏟和（hé）鋼（gāng）絲刷進行表麵清理，清理範圍約為300mm×300mm，然（rán）後詳細觀察護筒表麵的腐蝕程度，如（rú）果鋼護筒沒有達到河床麵或沒有與承台連接（jiē），此處樁身應按(1)的要求進（jìn）行檢測。

(3) 砼擴大基礎。砼擴大基礎檢測采用目視及探摸檢查，主要檢查墩（dūn）基有（yǒu）無明顯:裂縫、砼脫落、露筋、孔洞、基礎淘空、機械損傷和（hé）纏繞雜物等;檢查時一（yī）般是潛水員先對墩四周進行外觀檢查。如果沒有發現異常情況潛水員要對墩進行一次外觀錄像（xiàng），當發（fā）現異（yì）常部位（wèi）應進行詳細的檢測，方法是先將（jiāng）異常部位的水生物、腐蝕物、附著物等（děng）清（qīng）理幹淨，然後測量該處的麵積、深（shēn）度(或高度)以及到參照點的距離和所在的鍾點位等，測量應用相機記錄下來（lái）(水生物、腐蝕物、附著物等清理，拍照圖（tú）像應反（fǎn）映水生物、腐蝕物、附著物等清理前後的效果)。

(4) 石砌（qì）體擴大基礎。

石（shí）砌墩基檢（jiǎn）測采用目視及探摸（mō）檢查，主要檢查墩基（jī）有無明顯:裂縫、砌縫（féng）剝落、基礎淘空（kōng）、機械損傷和纏繞雜物等;檢查時一般是潛水員先對墩四周進行外觀檢查。如果沒有發現異常情況潛（qián）水員要對（duì）墩進（jìn）行一次外觀錄像（xiàng），當發現異常部位應進行詳細的檢測，方法同砼（tóng）擴大基礎。

1.4水生物檢測首先是確定水生物的類別:硬質、軟質，然後（hòu）對其各占比例情況和最大厚度（dù）及覆（fù）蓋率進行測量。

1.5基礎衝刷檢測主要對樁基(或重力式橋墩基礎)周圍局部的河床情況進（jìn）行探摸（mō）測量，探摸檢查內容包括樁基(或重力式橋墩基（jī）礎)四周的衝刷深度（dù）、衝刷範圍（wéi）、衝刷方位、雜物的淤積及樁基附近(3米範圍)河（hé）床地質情況，河床地質（zhì）主要是判斷河床表層組成材料及河床回填（tián）的材料（liào）等;測量是對樁基(或重力式橋墩基礎)四周河（hé）床進行測量並與大橋竣工時的河床進行對比。

2.橋梁水下基礎（chǔ）檢測中（zhōng）存在的問題上（shàng）述橋梁水下基礎檢測方法中，檢測結果能提供較（jiào）為直觀的基礎外表病害情況和數據（jù），能較為詳細描述河床變遷、衝刷等情況。但在實際檢測過程中還是存在著一些問題:

(1)水（shuǐ）下目視檢（jiǎn）測法不僅要耗費較大（dà）的人力（lì）、物力，而且還很容易受到環境的（de）影響; 對於（yú）水（shuǐ）下能見度（dù）較低( 尤（yóu）其是水質渾濁) 的區域，即使派有（yǒu）經驗的潛水員，也很難保證檢測結果（guǒ）的準確性。

(2)橋梁水下基礎其混（hún）凝土缺陷中（zhōng）的空隙常被水充（chōng）滿（mǎn），如使用超聲波法對其裂縫進行檢測，則很難保證（zhèng）檢測結果的準確性。

(3)橋梁（liáng）損傷檢測方法大多是依靠人工來完成的，對於處於深水（shuǐ）區的橋梁基礎，由於有些區域水流湍急，氣候環境惡劣，人工檢測很難進行。

(4)檢測主要以目（mù）測外（wài）觀檢（jiǎn）查為主，檢查結果的評（píng）定也大多是基於表麵現（xiàn）象和經驗。

3.橋（qiáo）梁（liáng）水下基礎檢測（cè）新技術由於現有的（de）橋梁水下基礎檢測方法本身存在上述分析的問題和缺陷，應用（yòng）這些方法時存在諸多困難，因此可運用自動化（huà）設（shè）備的研究成果( 如水下（xià）機器人) 來進（jìn）行橋（qiáo）梁（liáng）水下基礎檢測的數據采集，並結合目前橋（qiáo）梁健康監測研究中較為先進的（de）損傷識別技術對數據（jù）進（jìn）行識別（bié）和綜合診斷，從而建立一個完整的橋梁水下基礎檢測、診斷與評估體係。水下機器人是集（jí）水下高技術於一體的儀器設備，它集成了動力電源、控製、推進、導航等儀（yí）器設（shè）備，還按照不同的應用（yòng）目的相應配置了不同類型（xíng）的探測儀器。

水下機器人是人類智能和各種感官、器官在水下的（de）延伸，可利用水下機器人進行水下檢測和研究作業，去完成人類肌體無法適應的各種水下環境（jìng）的檢測、探索和（hé）研究。目前已研製的觀測型水下機器人可應用於代替潛水員觀察和水下設施檢測等方麵。因而，在橋梁水下基礎的檢測過程中，可考慮以遙控水下機器人為載體，在機器人上配備淺剖聲呐、高頻成像聲呐等檢測傳感器，使之成為一個裝備有聲、光、電等多種先進傳感器的綜合體，去實現橋梁水下基礎檢測的（de）數據采集。

對於通過水（shuǐ）下機器人采集到的數據進行識別和（hé）綜合診斷，可采用工程結構健康監（jiān）測研究中提出的人工神經（jīng）網絡與專家係統（tǒng）。由於人工神經網絡（luò）已成功應用了濾波、譜估（gū）計、信號檢測、係統辨識、模式識別等技術，因此神經網絡識別法可有效避免高噪音幹擾和模式損失等不（bú）利因素。

由於橋梁（liáng）水下基礎損傷檢測難以獲得完（wán）備的檢測數據，然而利用人工神經網絡法，並結合小波分析法（fǎ），可提取基礎損傷特征和（hé）處理檢測信號。利用有限的數據訓練，神經網絡法在無數學模型的情況下，可根據不完備的數據識別較好（hǎo）地（dì）解決非（fēi）線性和不確定性引起係統的辨識問題。目前（qián），基於誤差反向傳（chuán）播算法的神經網絡( BP) 、徑向基函數神經網絡( RBF) 、自組（zǔ）織神經網絡( ART) 等已應用於結構損傷識別。

人工神經網絡（luò）法的（de）準確性是與訓練數據（jù）集的完整（zhěng）程度有很大的關（guān）係，訓練數據集越完整則其準確性越高。此外，橋梁水下基礎的缺陷診斷與評估可考慮結合使用專家係（xì）統。如（rú）果僅有深厚的（de）理論基（jī）礎（chǔ）而沒有豐富的專家經驗，或僅有豐富的專家經驗而沒有深厚的理（lǐ）論（lùn）基礎，則診（zhěn）斷與評估結果往往會（huì）發生較大（dà）偏離。因為人工神經網絡（luò）具備學習能力，但不（bú）具備解釋能（néng）力; 而（ér）專家係統是基於符號的推理係統（tǒng），雖具備解釋功能，但獲取知識困難，因此將專家係（xì）統和人工神經網絡結合起來，建立損傷智（zhì）能診斷係統（tǒng），可綜（zōng）合診斷橋梁水下基礎病（bìng）害。

4.結語橋梁水下基礎（chǔ）檢測尚處在經驗積累階段，多（duō）采用常規的（de）水下探摸（mō）和水下（xià）攝像方法對橋梁的水下樁基進行檢（jiǎn）測。隨著（zhe）橋梁檢測（cè）和評價技術的（de）發展，要求具（jù）有更為準確可靠的（de）檢測數（shù）據，這（zhè）客觀上對橋梁檢（jiǎn）測儀器設備提出了更高或全（quán）新的要求。水下機器人將極大（dà）地豐富和完善水下（xià）基礎檢測技（jì）術，更加科學有效（xiào）。