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公路工程检测技术及施工管理
Inspection Technology and Construction Management of Highway Engineering
通过跟踪上部结构动力特性去识别。水下结构基础特性变化仅发生在基础处，将
其特性变化作为损伤进行识别，相比较识别其他上部结构局部损伤，无需定位损
伤可降低其识别难度且具有较高的准确性。基于此原理，Prendergast等对现有冲
刷监测设备和监测方法进行了评述。Chen等先对高平溪大桥主梁和局部墩的各
种模态频率进行识别，然后建立该桥的有限元模型并进行了模态分析，通过拟合
塔架处已知沉降的桥梁临界频率来确定最优土刚度；之后通过改变桥墩支护土层
的深度以适应桥墩模式的两个敏感频率，来估算桥墩的冲刷深度；最后，提出了
估算冲刷深度的方法。熊文等提出基于上部结构振动响应的桥塔冲刷状态分析方
法，并通过杭州湾大桥桥塔冲刷评估验证了方法的有效性。基于振动检测桥梁
冲刷的关键是传感器位置、冲刷坑的形状，据此，Bao等通过试验测试与数值模
拟，对这些问题进行了深入的讨论，首次提出非对称冲刷孔深度识别准则，对推
进基于振动的冲刷监测系统具有实际意义。但基于振动的冲刷检测法，由于是间
接测量法，难以将冲刷导致的“后果”（即频率的变化）与成因（即冲刷程度）
建立直接的联系。
2.冲刷直观检测法
为了直观掌握基础冲刷深度与外貌状况，过去，人工测深、超声波测深仪或
两者相结合是检测冲刷深度的主要方法，近来声呐、探地雷达、光纤光栅等传感
器被引入冲刷监/检测测试中。
可以看出，上述方法尚存在一些不足：测量的数据较为离散，检测效率低且
难完整还原桩基周围冲刷坑的地形信息；设备维护使用成本高，如雷达设备、光
纤光栅往往较昂贵，而区域信号反射法（TDR）的电缆容易受到浮木树干等杂质
的影响而损坏。近来一些学者采用干涉合成孔径雷达（InSAR）进行桥梁冲刷监
测，Selvakumaran等利用小基线子集InSAR方法，分析了坍塌前两年桥上48个地
形雷达X场景，发现桥梁在倒塌发生之前一些区域已有明显移动，这表明InSAR
可以作为桥梁发生冲刷风险的预警系统。此外，Chen等开发了方向未知/已知的
两类智能岩石来监测桥梁冲刷效应，桥面钢筋和钢梁的存在改变了智能岩石中地
磁场的分布，可以较好地定位，精度较高。
为了比较各种检测技术在水下基础冲刷中的应用效率，杨晓明等以山区、平
原、水库3种地理环境的7座桥梁水下基础病害检测为背景，采用3D激光扫描、
声呐扫描、GPS结合水深仪进行桥墩基础冲刷状态检测，考虑了地理环境、水流
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