索橋現已成為（wéi）大跨度橋梁（liáng）的主要橋型，纜索（suǒ）結構體係是大跨徑橋梁的主要承重構（gòu）件，其安全性和耐久性對橋梁的正（zhèng）常使用和（hé）整體安全極為重要。纜索結構（gòu）體係是纜索（suǒ）承重（chóng）橋梁的生（shēng）命線，耐久（jiǔ）性（xìng）和安全性不足會導致（zhì）橋梁病害產生與劣化，影響橋梁承（chéng）載能力（lì），最終導致公（gōng）路橋梁垮塌的惡性事故，造成惡劣（liè）的社（shè）會影響和巨大的經濟損失。

拉索體係的損傷主要有鏽蝕（shí）、疲勞斷絲、滑絲和斷裂等幾種，其檢測與監測的技術也主要是針對（duì）上述損傷（shāng）形（xíng）式開展（zhǎn）的。下麵分別就目前通用的幾種檢測方法做一個簡單的（de）介紹（shào）。

一、索體損傷檢（jiǎn）測技術

1.1 人工檢測法

長期以來，人們對於大跨徑橋的索（suǒ）體的檢測主（zhǔ）要采取人工檢測（cè），主要是檢查索體是（shì）否腐蝕，各緊（jǐn）固件是否鬆動，定期對索體各部件塗刷防護漆，對已鏽蝕的及時除鏽，清查索腐蝕的鋼（gāng）絲數量，判斷其腐蝕程度。對於第三代纜索體係（PE防護拉索）目前（qián）多采用目測方法，先觀測護套的表麵，再根據索體表（biǎo）麵的情況確定（dìng）是否（fǒu）需要打開錨固區或在（zài）某些部位鑿開（kāi）護套，使鋼絲外（wài）露以（yǐ）了解鏽蝕、斷絲等情況，在必要時對部分鋼絲（sī）取（qǔ）樣，並進行相關的物（wù）理和力學試驗，以確定（dìng）纜索的狀態。

常規檢測方法主要是根據拉索腐蝕（shí）的程（chéng）度等級來提出是否需要更換此索，其依據建設部行（háng）業標準對纜索的安全（quán）性方麵提出了定量（liàng）的指標：以斷絲麵積2%或鋼絲（sī）總麵積損失10%作（zuò）為索橋拉（lā）索是否需要換索的（de）閾值；對於懸（xuán）索橋吊杆的更換，則隻規定對“需要更換者”，應進行力學分析、製定更（gèng）換方案。

橋梁梁纜索結構的常規檢測

1.2  磁漏檢測法

無損檢測對於構件鏽蝕、裂紋等缺陷的檢測其方法日趨成（chéng）熟，在眾多的（de）無損檢測方法中磁檢測原（yuán）理是最佳的無損檢測方（fāng）法之一。而磁漏法是無（wú）損檢測的（de）主要手段，它通過測量（liàng）被磁化的拉索表麵泄露（lù）的磁場強度來判定缺陷的大小。一旦拉索的表麵有損傷或斷絲，一部分磁場將從拉（lā）索中泄露出來，外泄的磁場可被傳感（gǎn）器檢測。當拉索遇到裏麵或內部缺陷（xiàn）產（chǎn）生的材料間斷時，磁力線將會發生聚集（畸變）從而引起可被（bèi）檢測的磁漏或磁場變化。

根據磁（cí）漏（lòu）技術的特（tè）點，該技術用（yòng）於斜拉橋拉索（suǒ）及懸索橋吊索在錨固區外的部分的鋼絲鏽蝕、斷絲等檢測（cè）是可行（háng）的，但對錨固區內的檢測將難以進行（háng）。

鋼絲繩的商（shāng）業化漏磁檢測儀器

1.3 放射線（xiàn）檢測法

采用放射（shè）線（xiàn）法可以探測索（suǒ）體的多種（zhǒng）損傷，射線主要包括X射線和γ射線，放射線（xiàn）法可以檢測索體內部損傷和（hé）缺陷。X射線的檢測原理是：當射線通過被檢測物體時，有（yǒu）缺（quē）陷部位（wèi）與無缺陷部位對射線（xiàn）吸收能力不同（tóng），一般情況是透過有缺陷部位的射線強度高於無缺陷部位射線強度，因而可以（yǐ）通（tōng）過檢測透過（guò）被檢物體後的射線強度的差異，來判斷被檢物體中是否（fǒu）存在缺陷。放射法不（bú）僅可以檢測損傷的（de）存在，還可以以三維（wéi）空間坐標定位（wèi）損傷。射線檢測裝置主要由射線源、膠片和攝相裝置組成，為了屏蔽對（duì）人（rén）體的輻射，射線裝置往往比較大，但攜帶式X射線裝置可以用於（yú）現場拉索的損傷檢測。

表麵的缺（quē）陷也會對底片上的圖像（xiàng）有影響，但通過（guò）現場對表麵缺陷的觀察，可以剔除圖像上（shàng）表麵的缺陷，較準（zhǔn）確地得到索體及錨頭內部的斷絲以及滑絲等損傷情況。

1.4超（chāo）聲波測試（shì）檢測（cè）

美日等國曾在上世紀末對采（cǎi）用超聲波檢測斜拉索錨固區內（nèi）的（de）鋼絲斷裂的技術進行了研究（jiū），並（bìng）應用於美（měi）國Cochrane橋。圖（tú）3所示（shì）為在實橋采用超（chāo）聲波檢測斜拉索錨固區內鋼絲斷裂的情況。據報道，當頻率在（zài）5~10MHz時，超聲波可檢測錨固區2~5m長度內纜索的斷絲。顯然這項測試技術不失為一種選擇，但在檢測斜拉橋拉索及錨固係統和懸索橋吊索係統時要（yào）使結果理想必須事（shì）先進行嚴格標定，盡管理論上可測定索的非規則性和斷麵損失，但實踐中還（hái）有較大困難；另一方麵，超聲波測試技術對錨（máo）固區外纜（lǎn）索的檢測仍有（yǒu）較大難度。

采用超聲波檢測Cochrane橋拉索錨固區內的鋼（gāng）絲斷裂

1.5  磁伸傳感技（jì）術檢測（cè）法

磁伸傳感技術采用兩個磁伸傳感器進行測試，其（qí）中一個作為發射器，另一個作為接（jiē）收器，兩者均由（yóu）一個（gè）線圈和一個（gè）偏磁場構成。

磁伸技術可用於（yú）纜索的斷絲、鏽（xiù）蝕和其它原因引起的斷麵損失的檢測。國外已對49絲拉索進行過試驗研究，證實了其有效性。對長為100m，直徑F15mm的鋼鉸線進行（háng）的試驗表（biǎo）明磁伸傳感可檢測2%以上的斷麵損失。但與磁漏傳（chuán）感（gǎn）技術相似對錨固區內（nèi）的檢測仍不易進行（háng）。

纜索檢（jiǎn）測的磁伸傳（chuán）感技術示意圖

    1.6 電反射技術

      電反射技（jì）術（包括電時域反射/ETDR和電頻域（yù）反射技術/EFDR），電時域反射係（xì）統又稱為“閉環”雷達，並在輸電線的檢測中廣為應用，同時（shí）在岩土工程中（zhōng）亦有應用。電（diàn）時域反（fǎn）射係統的工作原理是：係統對電纜發（fā）送高頻電脈衝，電（diàn）纜沿線阻抗的非連續和非匹配將會反射部分脈衝，而係統可將對該反射脈衝進行記錄，並根據阻抗的變化情況分析電纜沿線材料的物理特（tè）性。電頻域反射技術將反射（shè）信號在頻（pín）域進行處（chù）理，其分析比時域結（jié）果將更為簡（jiǎn）潔和明確，並更易除去噪聲（shēng）的影響。對斜拉橋拉索及懸索橋吊索進（jìn）行（háng）檢測時，電反射係統可利（lì）用纜（lǎn）索本身（shēn）的鋼鉸線或平行鋼絲索作（zuò）為電（diàn）纜，同時並行其布置另一（yī）條附（fù）件的電（diàn）纜作為地線。

纜索電反（fǎn）射檢測技術（shù）示意圖

此外無損檢測還有磁彈性傳感器技術；脈衝渦（wō）電流技術（shù）；非線性聲（shēng）振技術；聚能探地（dì）雷達技術等（děng）。但這眾多的檢測技術使（shǐ）用（yòng）起來都（dōu）有各自的工況和使用條件，就纜索檢測（cè）的工況和（hé）使用條件（jiàn）分析，采用上述哪一種技（jì）術檢測都不（bú）能（néng）完全覆蓋（gài），必須（xū）複合解決（jué）。

二、索體（tǐ）損傷監測技術

2.1 聲發（fā）射監測法

聲發（fā）射監測是一種“被動”型監測，其基本原理（lǐ）是：當固體材料內部缺陷的發生和擴展，以（yǐ）彈（dàn）性波（bō）的形式釋放能量，並向四周傳播，缺陷便成為（wéi）聲發射源。對於索體的檢測就是當索體處於高拉應力的（de）纜索鋼絲出現裂紋、腐（fǔ）蝕或斷絲時，其局（jú）部高應力的釋放將產生（shēng）特定的（de）應力波，這種應力波可以被聲發（fā）射監測係統捕（bǔ）捉到，並用於分析其表征的物理過（guò）程。在使用時，聲發射監測係統必須不間斷地工作，一旦出（chū）現（xiàn）某種（zhǒng）應力波（聲波）出現，則將其記錄下來。

2.2 振（zhèn）動法

振動法既可以用於拉索內力的檢測，也可以用（yòng）於拉（lā）索內力的監測（cè）。振動測（cè）試法（fǎ）是目前應用最廣的索力測試方（fāng）法（fǎ），振動測試法的前提條（tiáo）件是索纜的長度、線密度、邊界條（tiáo）件清楚（chǔ），纜索不過（guò）短、過長（zhǎng）、過粗或有中間支撐等。在這些前（qián）提（tí）條件下，隻要使用得當，且在測（cè）試前對索力和頻率的關係進行標定，則振動法能準確地測定索纜（lǎn）的靜張力。為突破傳統振動法的使用限（xiàn）製，振動法本身也在不斷發展。振動（dòng）法的發展還（hái）包括拾振技術（shù）（如采用激（jī）光、電磁（cí）感應等方式進行非（fēi）接觸式（shì）的振動測（cè）試）和信（xìn）號處理技術的進步等。

振動測試采用（yòng）的傳感器主要有兩類，一類是加速（sù）度傳感器。另一類是（shì）壓力傳感器，主要通過在纜（lǎn）索端部安（ān）裝穿心式壓力傳感器（qì）來實現。目前適合纜索使用的壓力傳感器有鋼鉉（xuàn）式和應變（biàn）式兩種，其中鋼鉉（xuàn）式壓力傳感器長期穩定性較好，但隻能用於測（cè）試纜索靜張力；應變式壓力傳感器（qì）長（zhǎng）期穩定性差，但對纜（lǎn）索靜張力和動張力均可測試。

斜拉索振動（dòng）傳感器

上述檢測和監測方法原理不同，使用的儀器不同，測量（liàng）的（de）結果也不同，同（tóng）一根索用不（bú）同（tóng）的方法檢測，測（cè）出（chū）的結果往往差異較大。橋梁的結構複雜，受力也很複雜。橋梁工作幾年（nián）後，現（xiàn）實的狀態和設計狀態，成橋狀態發（fā）生了很大的變（biàn）化（huà），索力會重新分布（bù）。如何根（gēn）據索力檢測結果對索纜的安全性進行準確分（fèn）析（xī），是一個相當複雜（zá）的問題。索力應力增高，是結構變（biàn）形引（yǐn）起的還是鋼絲斷麵減少引起的。鋼絲斷麵減少是疲勞短絲引（yǐn）起的還（hái）是鏽蝕引起的，往往很難判斷。很難分清楚。尤其是當索纜鏽蝕相當嚴（yán）重，但（dàn）還未（wèi）發生斷絲（sī）的情況下，它的檢測結果往往給人以虛假的安全感，令人擔心（xīn）。即使知道有了斷絲，索（suǒ）纜的有（yǒu）效斷麵有了（le）縮小，要弄清斷絲的原因，也隻能采用最原始的辦（bàn）法，把錨固區（qū）打開直接觀測斷絲情況。采（cǎi）用上述方法，雖然直接可靠操作性強。但是要打開索纜的防護層（包括水泥（ní）沙（shā）漿或者硫磺沙漿；金屬外套或者PE外套（tào）），費時、費事、工期長，對交通影響大；打開部位重新恢（huī）複後的可靠度也值得考慮。

因此對（duì）橋（qiáo）梁纜索的檢測和監控和是一個（gè）複雜的過程，影（yǐng）響因素較多，目前的（de）無損檢測技（jì）術沒有一種（zhǒng）可以同時適合錨（máo）固區內和錨固區外纜索的檢測，隻能通過組合（hé）的方式組成一個係統來解決，對（duì）這個係（xì）統所涉及技術、使用（yòng）條件、工藝要（yào）求、數據的處理和分析以及結（jié）果的準確性和可靠性都需要進行深入的研究和（hé）試驗，以便（biàn）對纜索（suǒ）能否安（ān）全運行作出（chū）準確評價。