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開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇橋梁檢測技術,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
1 橋梁外觀檢查
外觀檢查是橋梁檢測中一項非常重要的工作,通常如果產生了病害會有一些表象,通過外觀的檢查可以分析判斷這些病害產生的原因,提出整治措施和修補加固方案。外觀檢查要求做到抓住重點,力求全面。通常可以根據橋型確定調查的要點,梁式橋的檢查要點有:跨中區域的裂縫、撓度;端部的斜裂縫;主梁連接部位的狀況;構件的外觀質量等等。拱橋的檢查要點有:拱圈拱頂下緣與拱腳上緣裂縫;拱軸線的坐標;墩的位移等等。懸索結構則還有索、錨的質量狀況等等。橋梁從總體上可以分為上部結構、下部結構、附屬結構。上部結構在梁式橋中主要是指主梁.拱橋則還包括主拱肋、拱波、拉索、風撐等等,根據結構形式有所區別;下部結構則包括橋墩、橋臺、基礎與承臺、樁等;附屬結構則有橋面鋪裝、人行道、緣石、欄桿、伸縮縫等。每個部位都有其自己的受力特征,病害也有一些共性,如果出現的不是常規病害,應當仔細研究找出病因,常規病害在找出病因的同時,應根據其損壞程度進行評估,然后確定是否有必要加固或更換構件用以維持正常的運營。
內部缺陷檢查。
混凝土構件中常見的缺陷有裂縫、碎裂、剝落、蜂窩、空洞、環境侵蝕和鋼筋銹蝕等。一些缺陷僅靠外觀檢查是難以發現的,因此必須借助其他方法進行檢測。目前常用的無損探測方法有聲波檢測法、超聲波探傷法和雷達檢測技術。用錘或敲擊構件聽其聲音的差異來判斷構件有否損壞,這是簡便的人工檢查方法,也是一般檢查中常用的手段;用超聲波脈沖速度法可探查鋼材、焊縫和混凝土中存在的裂縫、空洞、夾渣和火災損傷等;使用脈沖雷達的電磁回波法能檢測具有瀝青覆蓋層的混凝土橋面板。
2 橋梁工程使用的原材料檢定
目前使用最廣泛的橋梁材料是鋼筋和混凝土。鋼筋的強度一般比較穩定,不容易出現質量問題,因此,鋼筋的檢測很簡單,通常只是把設計和施工的有關資料作為主要依據,一般不做再檢查,如果懷疑鋼材質量有問題或者對鋼筋的資料不明確時才會采取必要的措施截取試件進行材料試驗,而混凝土不同,由于其強度具有不穩定性,會隨著時間的變化和環境的改變而改變,而且其材料的種類也各不相同,因此使得混凝土的檢測工作變得比較復雜,下面就鋼筋的檢測和混凝土的檢測分別進行了分析。
2.1 混凝土材料的檢測。
眾所周知,混凝土的強度會隨著時間的推移和環境的不同而產生一些變化,比較大的橋梁通常都會有同期的試塊來以確定其準確強度,而對于那些沒有試塊的小橋梁,目前測試方法主要有回彈法、超聲波法、超聲波―回彈綜合法、貫人法、斷裂法、取芯樣試驗法等等。回彈法、超聲波法以及綜合法都是屬于非破損性測試方法,其應用范圍都比較廣泛,有不少國家已有指南或標準。當由專業檢測人員測試時,三種方法的測試結果平均誤差約為10%左右,相比較而言,超聲波――回彈綜合法的檢測精度高一些。對于齡期在90d以上,采用回彈法要考慮混凝土表面碳化深度的修正以及混凝土的濕度對回彈值和超聲波脈沖速度都有一定的影響。
2.2 鋼筋銹蝕的技術評價。
混凝土的密實度、滲水性、含水量、含氯鹽量、碳化深度、保護層厚度不足和開裂等缺損,是導致鋼筋銹蝕的諸多因素;反之,鋼筋銹蝕又促使混凝土進一步破損。通過簡單的外觀檢查、敲擊檢查可以檢測程度較重的鋼筋銹蝕現象。其他檢測方法有:(1)直接評定鋼筋銹蝕技術:①電阻探測器技術是根據金屬板銹蝕而變薄,其電阻增大的原理。②線性極化探測技術是根據電化動力學原理,測量試驗電極間的微小電流。③半電池電位測量法是通過與一已知的、并保持常量的基準電極(半電池)的極電位相比較,能有效地測量}昆凝土中鋼筋的極電位。便于現場原位檢測,在鋼筋混凝土結構耐久性評定中被廣泛應用。(2)間接評定鋼筋銹蝕技術:①用保護層測定儀檢測鋼筋的混凝土保護層厚度是否足夠。②測定混凝土電阻率。通常取四電極法測量。③混凝土中氯離子含量測試方法,評定氯鹽對鋼筋的銹蝕。④混凝土碳化深度的現場測試方法,是用2%酚酞酒精溶液噴灑在混凝土的新鮮斷口處。若顯示紫紅色,則PH值大于10,說明末碳化;若保持無色,則Ph值小于10,則說明材料已經碳化。如果碳化深度達到鋼筋部位,混凝土失去保護作用,則鋼筋可能已經被銹蝕。
3 結束語
橋梁檢測是一項復雜而且較細致的工作,不僅要求工程技術人員有豐富的實際現場經驗,同時還需要工程技術人員具有堅實的理論基礎。只有把理論和實際充分結合起來,再加上指揮者與各試驗檢測人員之間的默契配合,才能做好檢測工作并取得滿意的數據,也只有這樣才有可能對現有橋梁做出準確的評估,從而提出經濟合理的維修加固方案。
參考文獻:
[1]段湘龍.橋梁檢測技術的探討.廣東科技.2008,(3)
[2]王山.公路橋梁無損檢測技術的應用探討[J].中國新技術新產品精選.2010,(14)
關鍵詞:橋梁;檢測;橋梁檢查;
中圖分類號:U445文獻標識碼: A 文章編號:
隨著我國公路、市政橋梁事業的發展,新建高速公路及市政橋梁越來越多,同時既有的許多橋梁亦逐漸進入了養護維修階段,橋梁管理者對橋梁的養護已日益重視。通過對橋梁的全面檢測,系統地收集當前橋梁技術數據,積累技術資料,為充實橋梁數據庫、加強橋梁科學管理和提高橋梁技術水平提供必要條件;通過合理設計檢測的方法,輔以布設長期監測設備,逐步建立橋梁健康監測系統,確保橋梁長期安全運營,以發揮其最佳經濟效益和社會效益。
1 現行橋梁承載力檢測方法
目前對于橋梁承載力的評定可分為4類:病害調查經驗評定法,綜合分析法,分析計算法,荷載試驗法。
1.1 病害調查經驗評定法
這一方法的主要依據是JTG H10-2009 公路養護技術規范、JTG H11-2004 公路橋涵養護規范、CJJ 99-2003 城市橋梁養護技術規范。在橋梁檢查的基礎上,通過對橋梁的技術狀況及缺陷和損傷的性質、部位、嚴重程度和發展趨勢的調查,弄清出現缺陷和損傷的主要原因,分析和評價既存缺陷及損傷對橋梁質量和使用承載能力的影響,并為橋梁維修和加固設計提供可靠的技術數據和依據。這種方法要求現場檢查人員必須具有豐富的工程經驗和專業知識。
1.2 綜合分析法
此方法是在橋梁檢查的基礎上,采用無破損方式測定混凝土強度、混凝土碳化深度、混凝土氯離子含量、混凝土電阻率、鋼筋混凝土保護層厚度和結構混凝土中鋼筋銹蝕狀況,進行折減后的結構承載力驗算,綜合分析計算結果和結構裂縫等外觀條件,評定結構材料狀況。
1.3 分析計算法
首先對被檢定的橋梁結構進行檢查(收集資料、現狀檢查、材質與地基的檢驗等),然后將檢查所得的有關資料和檢驗測量結果,運用橋梁結構計算理論及有關的經驗系數進行分析計算,從而評定出橋梁的安全承載能力。分析計算法又分為經驗系數折算和理論計算兩種做法。經驗系數折算法是以橋梁原有設計荷載等級為基礎,同時考慮橋梁損壞程度、材料老化程度、橋面行駛條件、實際交通情況、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系數,從而折算出橋梁安全承載力。理論計算法是當原橋荷載等級不清楚或上述的各種系數較難確定時,應用結構計算理論,估算出橋梁結構可能承受的最大外力;然后,再與實際檢定的荷載相比較,從而判定出橋梁安全承載力的方法。此法應注意的問題是:荷載計算應根據實際荷載,即采用需通過的荷載等級進行驗算;材料強度以實測結果為準,應正確地把結構的缺陷估計到計算中去。
隨著計算機技術特別是鋼筋混凝土有限元理論的發展,有限元計算法引起了各國學者的重視。編制有限元計算程序或采用通用的有限元分析軟件(Midas/Civil、橋梁博士等),用計算機模擬實際橋梁的荷載試驗,計算橋梁的實際承載力,評定步驟如下:1)橋梁調查;2)確定加載形式并劃分單元;3)分級加載計算;4)評定承載力。
1.4 荷載試驗法
橋梁結構荷載試驗是對橋梁結構物工作狀態進行直接測試的一種檢定手段,是對橋梁結構性能最直觀、最可靠的檢測方法,按施加荷載的類型可分為靜載試驗和動載試驗,我國在這方面有成熟的方法和標準。橋梁結構靜載試驗是按照橋梁的設計荷載等級,根據荷載的最不利位置布置靜載(通常是載重汽車),或者根據橋梁結構的控制內力確定荷載及其位置,對橋梁結構進行加載,靜載試驗的加載量一般為設計荷載的0.8倍~1.0倍,試驗前應先進行估算。
橋梁結構動載試驗采用車輛通過、沖擊或環境激振等加荷方式,通過采集設備獲得橋梁結構的振動響應信號,對這些信號進行處理得到橋梁結構的頻率、模態等動力特性,進而得到橋梁結構特性。對橋梁結構施加荷載(靜載或動載),通過相應的儀器設備獲得橋梁結構的響應,可以根據這些響應進行分析,得到橋梁結構的性能參數,通過這些參數的變化,對橋梁結構進行損傷識別與性能評價。
基于結構靜態響應,進行損傷識別主要有系統識別、神經網絡等方法,其中系統識別方法更為實用。
橋梁結構動力響應損傷識別在理論上被大家認可的是融合振動理論、振動測試技術、信號采集與分析等跨學科技術的試驗模態分析法,其識別方法有系統識別、神經網絡、遺傳算法等,系統識別方法的分析概念和分析過程同靜力響應損傷識別,其中主要是神經網絡方法。橋梁動力特性測試簡便易行,對測試條件要求少,因而被認為是在橋梁結構損傷識別領域最有前途的橋梁無損檢測技術。
2 橋梁檢測新技術
(1)基于GPRS實現橋梁檢測遠程數據傳輸。早期的遠程監測是利用專線或專用網絡,將設備現場和控制中心連接起來,傳感器采集到的狀態信息按照一定的協議傳送給控制中心。這種方式自成系統,數據傳送快、安全,缺點是需要單獨布設通信線路,當距離很遠時,將大大增加工程的成本。隨著互聯網技術的不斷發展、公用通信網絡的進一步完善,利用GPRS來實現數據的遠程傳輸已成為一種非常便捷的信息傳遞手段而應用于遠程監測技術中。
(2)神經網絡在橋梁檢測中的應用。在實際橋梁檢測過程中,要隨時知道橋梁的受力情況是很難做到的,不僅要耗費巨大的人力、物力,而且在測量過程中,由于測量人員在技術上的差異性以及在繁重工作下引發的疲勞性,必然會在檢測結果中引入較大的人為誤差。如果使用人工神經網絡方法構造BP模型,在橋梁結構受力之間建立映射關系,在實際的橋梁檢測過程中,只需要對部分橋索受力情況進行實地檢測,通過BP模型的映射,就可以得到其余橋索受力值。
(3)數字圖像處理技術在橋梁檢測中的應用。圖像測量技術是近年來在測量領域中形成的新的測量技術。所謂圖像測量就是測量被測對象時,把圖像當作檢測和傳遞信息的手段或載體加以利用的測量方法,其目的是從圖像中提取有用的信號。這就避免了人工檢測中存在的效率低、速度慢、重復可比性差、環境局限性大等弊端。而且,對于那些在檢測人員所能觸及到的范圍以外的情況,通過傳統方法量測,其難度和危險性是相當大的,且可能測不準。
(4)光纖應變傳感器測試系統在橋梁檢測中的應用。在橋梁工程中常用的無損檢測方法是應變片電測技術,但常規電阻應變片的測試結果受溫度、濕度、導線長短等環境因素的影響很大。光纖傳感器是近10多年來迅速發展的一種新型傳感器,由于它不僅具有非導電性、體積小、抗電磁干擾強等優點,而且能實時對一維連續空間作多點測量,因而能對許多大型設備或物體(如發電機組、智能大廈等)進行實時多點監測。采用光纖傳感器測試系統既大大降低了單點檢測成本,又消除了檢測盲區。
(5)新型橋梁檢測設備研制。新型橋梁檢測設備研制主要有:新型橋梁檢測車以及新型橋梁檢測平臺。這些先進的檢測設備為橋梁工程檢測提供了有力的技術支持。
3 結語
橋梁檢測是一項復雜而細致的工作,不僅要求工作人員有豐富的實際現場經驗,而且同時需要堅實的理論基礎作為指導。只有把理論和實際充分結合起來,再加上指揮者與各試驗人員之間的默契配合,才能做好檢測工作并取得滿意的數據,也只有這樣才有可能做出準確的評估。
參考文獻;
[1] 劉雪平.應用于橋梁檢測中光纖應變傳感器測試系統[J].安徽建筑工業學院學報(自然科學版),2005,13(4):14—16.
關鍵詞:公路橋梁;檢測技術;質量;應用
Abstract: with the development of society and economy, more and more highway bridge into construction and use, detection problems of highway bridge has caused great attention of people. As the infrastructure construction, highway bridge quality is not only related to its period of use, but also the relationship between the people's life and property safety. Detection technology relates to the detection of highway bridge, this paper probes into the detection technology of highway bridge, analysis and detection technology used in highway bridge detection and the direction of development in the future.
Keywords: highway bridge; detection technique; quality; application
中圖分類號:V448.25+1文獻標識碼:A 文章編號:2095-2104(2012)
公路橋梁作為最重要的交通運輸設施,在我國經濟和社會的發展,地區與地區之間的交流方面具有重要的意義。在公路橋梁建設事業迅速發展的今天,有一部分公路橋梁已經進入的養護階段。如何對這些公路橋梁進行質量的檢測,及時發現出現的問題,解決問題,以保證公路橋梁的安全性和正常運行,較好的發揮交通運輸的功能是急需要解決的問題。
公路橋梁檢測的重要性
公路橋梁在建好投入使用以后,因為設計、年限、環境以及各種各樣的原因勢必會出現一些問題。在公路橋梁的使用當中,如何對公路橋梁進行質量檢測至關重要。公路橋梁是經濟發展的一個重要保障,它的穩定正常運行關系著經濟健康迅速的發展。但是,公路橋梁從建設到建好再到投入使用是一個比較復雜的過程,且不說工程量巨大,容易出現各種各樣的問題,涉及的利益方面多也會導致公路橋梁出現問題,影響它的質量。質量是公路橋梁最關鍵的因素,是最核心的內容,只有保證了公路橋梁的質量,提高質量才能保證公路橋梁在使用中的安全,保證功能的發揮。公路橋梁的檢測就是這樣一種保證公路橋梁質量安全的有效措施和途徑。
公路橋梁檢測技術與具體運用
檢測是對公路橋梁進行的整體評估,了解公路橋梁的實際情況是檢測的前提。在這基礎之上才能進行檢測,下面按照不同的方面總結公路橋梁的檢測技術。
公路橋梁的外觀檢測技術
外觀檢測是公路橋梁運用得最普遍的檢測技術,通過最直接的觀察,可以得出公路橋梁的病害以及病害的原因。一般而言,橋梁的外觀檢測可以根據橋型進行不同部位的檢測,主要有跨中部位、端部、主梁連接部位、構件等,查看是否有裂縫、位移,連接部位的情況是否正常。依據受力的特征來進行有重點的檢測是比較有效的,橋梁是一個多結構的組合,上、下、附屬結構的受力各有不同,所以病害也會體現出一定的差異性,要依據具體的實際情況進行深入的分析,根據病害的不同、病害部位的不同進行檢測。
公路橋梁的內部檢測技術
公路橋梁的內部缺陷主要指的是混凝土構件的缺陷,主要有空洞、裂縫、蜂窩、鋼筋銹蝕德國,這些缺陷通過外觀的檢測一般難以發現,這就需要借助于其他的檢測手段和方法。可是對內部的檢測又不能對公路橋梁產生損壞,不能不它剖開來看,所以只能運用無損檢測方法。隨著現代科學技術的發展,常用的公路橋梁內部缺陷的檢測方法主要有聲波檢測、超聲波檢測、雷達檢測等幾種方法,這些方法都能夠有效的檢測出公路橋梁的內部缺陷而不帶來公路橋梁的物理性損壞。
建筑材料檢測技術
雖然新的材料被不斷的運用到公路橋梁的建設當中,但是目前運用的最多的還是鋼筋混凝土。公路橋梁中所用鋼筋的型號、強度一般都是依據設計要求而定。如果在施工當中,鋼筋出現了問題,運用得不規范,就會造成質量上的問題,并且給投入使用后的檢測也帶來極大的不便,不利于找出問題的原因。在檢測的時候就要采取一些措施進行檢測,如簡單的擊打檢測、外觀檢測都可以發現一些問題。對混凝土強度的檢測目前主要運用的方法主要有超聲波檢測、回彈法、斷裂法、取芯樣試驗檢測法等方法。其中超聲波檢測法、回彈法因其對公路橋梁不會造成損害,是無損害檢測方法,所以運用的比較廣泛。
結構性能檢測技術
公路橋梁結構性能的情況直接影響著公路橋梁的質量。但是對結構性能的檢測一般比較復雜,過去傳統的檢測方法是通過對外觀和部分構件的特性進行檢測,這在一定程度上可以檢測結構的性能,但是不全面,難以做到對公路橋梁整體系統的評估。近年來,傳統的檢測方法得到了很大的發展,現在對公路橋梁的檢測提倡無損害檢測,科技的發展已經提供了這樣的檢測方法,并被大量的運用到檢測當中。自然電位檢測法、X光線檢測法、脈沖雷達檢測法、超聲波檢測法、紅外檢測法、振動試驗分析法等都在公路橋梁的結構性能檢測中發揮了很好的作用。
損傷的綜合檢測技術
損傷檢測方法主要有綜合損傷檢測和局部細化檢測兩種方法,對公路橋梁損傷的檢測目前主要是運用綜合檢測的方法。綜合檢測的方法又可以分為兩種,即試驗模態分析法和應變模態測量法。前者是通過對橋梁動態特性的測試,得到結構參數的變化進而估計損傷的情況。對于橋梁的結構性損傷,這是一種比較很好的檢測方法,也是目前檢測技術發展的一種大趨勢。后者的原理是位移模態和固有應變分辨不狀態之間的對應關系反映的結構的固有特征。就目前來說,這種檢測方法要進行實際的操作還有一定的困難,但是也應該看到這種檢測方法的潛力,它克服了傳統檢測方法中的應變測量系統的弊端,是值得深入的探索的一種損傷綜合檢測方法。
總結:
公路橋梁的檢測是一個涉及很多方面的系統性工作,要求要掌握相關的技術原理,要有檢測的實際操作經驗,還要有細致認真的工作精神,在這樣的基礎上有理論的指導才能做好檢測工作。公路橋梁對經濟發展、社會發展的重要性不言而喻,公路橋梁檢測的重要性也可見一斑,只有重視公路橋梁的檢測,把理論和世界緊密的結合起來,不斷的探索新的技術和手段并把它運用到檢測的實際工作當中去,公路橋梁的檢測才會更上一個階段。
參考文獻:
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[3]仲華.公路橋梁檢測技術的研究[J].黑龍江交通科技,2012,(4)
1 道路橋梁在使用中存在的問題
a.缺乏科學合理的設計,工程規劃不明確。b.橋梁的施工質量較差且沒有達到工程設計的要求。c.道路橋梁在實際運營了一段時間后,出現較嚴重的病害,很大程度上限制了橋梁的承載能。d.工程在建設時期,橋梁的施工質量以及實際運營情況都比較好,但經過一段時間后,仍不能滿足承載需求。e.許多特大橋梁的檢測工作仍不到位,而這種橋梁還需要較高的檢測技術。
2 道路橋梁檢測的準備工作
檢測即是要根據橋梁的實際情況對其進行評估,因此,在檢測前需要全面細致的了解被檢測橋梁的各種情況,根據工作要求事先準備好各類試驗和檢測器具,并做好相關的安排計劃。此外,更重要的內容就是收集資料,收集的資料不僅包括設計資料,還包括施工資料以及相關的養護、維修、加固資料。
3 關于道路橋梁檢測的幾種方法
3.1 外觀檢查
對道路橋梁進行外觀檢查可以分析橋梁病害發生的原因,首先要根據橋型確定檢查的要點。橋梁的檢查要點主要有:跨中的裂縫和撓度、端部的斜裂縫、構建的質量外觀以及主梁連接部位的狀況等等。拱橋的檢查要點有:墩的位移以及拱圈拱頂裂縫等等。橋梁從總體上可分為上部結構、下部結構、附屬結構。在梁式橋中,上部結構主要是指主梁;下部結構包括樁、基礎與承臺、橋臺、橋墩等;附屬結構包括欄桿、伸縮縫、橋面鋪裝等。它們每個部位都有自己的受力特征,病害也存在著一些共性,如發現不是常規病害,還應當對其仔細的研究以找出病因。
3.2 內部缺陷檢查
混凝土構件中常見的缺陷有裂縫、蜂窩、空洞、剝落、鋼筋侵蝕和環境侵蝕等。有些缺陷僅靠外觀檢查難以發現,還需要借助其他的方法進行檢測。目前,常用的無損檢測法主要有雷達檢測技術和聲波檢測法。超聲波脈沖速度法可檢測焊縫、鋼材以及混凝土中存在的空洞、裂縫、夾渣、火災損傷等。
3.3 材料特性檢查
現今新工藝的不斷發展和橋梁的多樣化,致使越來越多的材料運用到橋梁結構中,然而最基本、最廣泛使用的是鋼筋與混凝土。導致鋼筋銹蝕有諸多因素,如混凝土的滲水性、含水量、密實度、碳化深度、保護不足以及缺損等等;反過來,鋼筋銹蝕又可促使混凝土進一步破損。這些可通過簡單的外觀檢查或敲擊檢查即可檢測出鋼筋銹蝕程度。本文由(建筑論文)整理提供,轉載請注明出處!隨著時間的推移,混凝土的強度會隨之產生一些變化,一些大的橋梁通常以同期的試塊來確定強度。而其他一些沒有試塊的橋梁多采用回彈法、貫入法、超聲波法、取芯試驗法、斷裂法等去檢測。其中,回彈法和超聲波法以及綜合法為非破損檢測法,應用非常廣泛。
3.4 結構性能狀況檢測與評價
當橋梁無法獲得詳細資料時,需要借助動力或靜力試驗進行檢測,從而正確的反應出橋梁結構受力性能狀況。常用的結構性能檢測方法主要有靜力試驗和動力試驗。傳統的無損檢測技術,如自然電位測、超聲檢測、聲發射、紅外檢測、磁試驗及振動試驗分析等得到了較大的發展,可對橋梁的外觀以及部分結構性能進行檢測,雖然可以做出較為合理的分析判斷,但還是無法全面的反映出橋梁的整體健康狀況,對橋梁結構的安全度,剩余壽命等方面也無法做出系統的評估。這時,需要采用比較現實的損傷檢測法——局部細化檢測和綜合整體損傷定位。
4 國內外路橋檢測技術的發展
許多國內外學者在路橋試驗檢測方面取得了一些進展,如強迫振動試驗,它可以分析路橋結構模態參數對結構局部變化的影響;用環境振動法對路橋進行自動檢測的可能性研究;在車重、車速、路面及支承對路橋模態參數的影響方面也有了研究成果。此外,還開發了各種基于頻率、振動曲率、振型、應變振型等改變量的定位技術和損傷檢測方法。
目前,國外已積累了比較先進的道路橋梁檢測技術,主要有:a.橋面板測系統。這個檢測系統包括地面滲透雷達系統和雙帶遠結外熱成像系統。b.橋梁測試與健康檢測系統。這個系統包括全橋檢測的無線電發送,運用分式全球定位系統對橋梁變形進行測量,運用傳感器對橋梁的超載系數進行檢測等。c.疲勞裂紋檢測系統。該系統包括測量橋梁裂紋磁分析儀系統、熱成像儀系統、便攜式聲發射系統以及電磁聲發射傳感器等。d.銹蝕探測與評估技術。包括埋入式銹蝕微傳感器、磁漏探測技術以及以磁為基礎的測量系統等。
5 道路橋梁檢測技術的發展趨勢與展望
道路橋梁檢測技術發展至今已經歷了三個階段。第一階段是以領域專家的感官及專業經驗為基礎的經驗式檢測技術,這種方法只能對檢測信息作簡單的數據處理。第二階段是以建模處理和信號處理為基礎的,運用動態檢測技術和傳感器技術的現代檢測技術,此種方法在工程中得到了廣泛的運用。而第三發展階段則是智能檢測技術手段,它是以知識處理為核心,信號處理、數據處理和知識處理相融合的方法,智能化已成為路橋試驗檢測的主流。根據目前取得的成果,未來大型路橋的檢測技術的發展方向主要體現在以下幾個方面:a.現代網絡技術與實時的檢測系統相結合,實現信息網絡共享。b.為了更方便、快捷、準確地采集數據,開發以無線通信技術為手段的數據采集系統以及能適用于風荷載、交通荷載、定點測試荷載的傳感器最優布設技術。c.建立自動損傷識別系統,將數據處理、測量系統、識別系統一起組裝到路橋檢測系統中,能夠自動識別檢測與反饋,達到控制的目的。d.從設計、施工到運營階段建立完整可靠的數據庫,積累大量的知識和經驗,并最終建立專家系統。
6 結語
道路橋梁的檢測是一項十分復雜且重要的工作,它要求相關工作人員具備非常豐富的實際現場經驗,更需要科學的檢測技術和系統的理論基礎,同時吸收國外先進的路橋檢測技術,才能做好道路橋梁的檢測工作,從而保證工程的質量。
參考文獻
[1]謝中堯.論公路橋梁的檢測及技術應用[J].建材與裝飾,2008(4).
[2]楊文俊.公路橋梁檢測技術的研究[J].山西建筑,2008(12).
關鍵詞:公路橋梁;試驗檢測;技術應用
市場經濟體系的建立和飛速發展,致使國家在公路橋梁施工質量領域也在不斷改革。而對公路橋梁施工質量進行試驗檢測就是改革的重要環節之一,亦是直接確定施工質量好壞的有效手段之一,這就對公路橋梁的試驗檢測工作提出了更高的要求。因此,采用科學、先進的公路橋梁試驗檢測技術并靈活應用,加強公路橋梁施工質量試驗檢測管理,以便為公路橋梁施工質量提供良好的保障,進一步促進我國公路橋梁建設邁向國際化。
1、公路橋梁試驗檢測的重要意義
公路橋梁施工時,難免會出現這樣或那樣的問題,例如施工材料問題、工程結構設計問題、施工操作失誤問題等等,這些問題均對公路橋梁施工質量有著嚴重影響,而如何對公路橋梁成品質量進行判定,又是當前人們最為關注的問題。一些工業產品或是商業產品能采取對其生產原型進行破壞的手段來檢驗產品質量是否合格,滿足設計要求;而公路橋梁建筑工程與上述不同,其不能采取破壞生產原型的手段進行檢驗,因此,非破壞檢驗技術受到了重點關注。非破壞檢驗技術又有多種,其中巡回目檢的方法采用較為廣泛,因其具有簡單、便捷的特點,但是也存在明顯的不足。采用巡回目檢的方法其結果因人而異,具有不確定性,并且不能對公路橋梁的整體施工質量進行準確判定。現階段對于公路橋梁仍缺乏嚴格的系統的檢驗方法,導致部分公路橋梁工程存在問題不能及時發現和處理,不僅導致公路橋梁保養成本上升,增加國家和地方財政負擔,甚至還會對人們的生命財產安全造成嚴重威脅。
2、公路橋梁試驗檢測發展現狀及問題
2.1公路橋梁試驗檢測工作內容
公路橋梁試驗檢測工作具有復雜、內容包含廣泛的特點,通常進行公路橋梁表面檢測主要采用的是人工巡回目視的方法,但是該方法檢測結果因人而異,具有不確定性。此外,在混凝土公路橋梁中,其裂縫的檢測和評估工作是主要的環節之一。根據相關統計,由裂縫而造成公路橋梁損壞機率是百分之九十還多,這足以證明對裂縫進行檢測的必要性,同時還有剝落、坑洼等情況亦會造成公路橋梁損壞。公路橋梁出現問題后,必須及時采取有效應對措施進行處理,并加強檢查與觀測。應根據問題表現出的特征,對其進行認真分析,查明問題的性質、原因,充分了解問題所帶來的危害程度,從而為采取的應對措施提供可靠的依據。公路橋梁檢測與觀測的主要內容有:第一,問題出現的位置、走向、寬度與長度;第二,問題分布范圍和狀況;第三,問題變化情況及發展趨勢。
2.2公路橋梁試驗檢測發展現狀
現階段國際上已經在公路橋梁施工試驗檢測的研究過程中取得了不俗的進展,大概有:利用強迫振動試驗,對公路橋梁結構模態參數及結構局部變化進行有效分析;從路面或是橋梁的承受荷載、車重、車速等方面對公路橋梁結構模態參數進行研究,并取得了不錯的成功,證明了環境振動法在公路橋梁試驗檢測中的可行性;為現行的公路橋梁檢測工作積累了理論認識和試驗經驗;還能通過測試所得真實數據對計算模型進行合理修正;不斷開發出多種損傷檢測方法及定位技術,但是前提是均必須基于振型、應變振型、頻率、振型曲率等該變量上。由于以上這些成果仍處于初始階段,導致其應用也只是初步,距離全面實施具有較大差距,特別是應用于公路橋梁試驗檢測中的檢測方式其難度更是被進一步加劇,主要包括:
一是把功能光導纖維粘貼于公路橋梁上,利用光纖實際變形情況對公路橋梁的損傷情況進行分析和判定。但是由于各種原因,如成本、施工等,導致光導纖維數量不足,只能進行局部試驗,就無法準確確定公路橋梁的實際損失情況。
二是將各種傳感器合理粘貼于公路橋梁上的各重要施工位置,以便對公路橋梁局部位置的變形情況進行實時測量,從而對其總體試驗狀態進行有效分析。但是也有可能不是由重要位置受到損傷而導致路橋失效,如設計圖紙、施工具體操作情況及環境變化等原因。
三是通過使用聲波、應力波、雷達波等對公路橋梁試驗情況進行實時掃描和分析。雖然該方法具有不錯的優點,但是其成本昂貴,維護期較長,所以得不到全面實施。
3、公路橋梁試驗檢測未來發展趨勢
3.1.公路橋梁試驗檢測技術發展階段
公路橋梁試驗檢測技術發展到今天從以前到現在主要能分為三個階段:第一階段,以人為本。主要是依靠專人檢測人員的認知及豐富的專業實踐經驗為基礎的檢測技術,該技術只能對檢測信息和數據進行簡單的處理;第二階段,以傳感器技術和動態測試技術為主。主要就是以采集的信號和制作的建模為基礎,而后進行有效處理的現代檢測技術,該技術在現階段應用最為廣泛。第三階段,智能檢測技術。由于市場經濟體系的建立和發展,大型復雜結構越來越多,為了更好的適應市場環境,滿足時展需要,檢測技術步入了以知識處理為核心,數據處理、信號處理與知識處理相融合智能檢測技術階段。智能檢測技術階段正在逐漸取代以傳感器技術和動態測試技術為主第二階段。
3.2公路橋梁試驗檢測未來發展趨勢
一是大力開發無線通信技術,并以此技術建立數據采集系統;開發滿足風荷載、交通荷載、和定點測試荷載的傳感器,并不斷對其進行優化,從而做到更簡便、快速及準確的采集所需要的數據。二是建立全新的自動損失識別系統,并將識別系統、測量系統及數據處理共同集中在公路橋梁檢測系統中,以便實現智能化的檢測和反饋,從而達到有效控制目的。三是建立真實、準確、可靠、完整齊全的數據庫,將設計到運營階段的所有數據完整記錄其中;此外,還應多學習和借鑒優秀土木工程領域的試驗檢測知識與經驗。
4、結語
總之,對公路橋梁試驗檢測技術及應用進行探究具有十分重要的意義。對公路橋梁結構試驗檢測方法和技術進行探究不僅具有重要的理論價值,還具有廣闊的應用前景,因此,必須加強對試驗檢測技術進行研究,力求不斷提高試驗檢測水平,以便為公路橋梁施工質量奠定堅實的基礎,從而促進我國交通事業的可持續發展。
參考文獻:
[1]本刊編輯部.公路橋梁試驗檢測技術及應用[J].公路交通科技,2006,05:4.
關鍵詞:公路橋梁;檢測技術;應用
中圖分類號:U445文獻標識碼: A
目前我國的公路橋梁技術已經有了飛速的進度,基本上可以與世界公路橋梁技術的差距越來越小,但是仍然無法滿足日漸加劇的交通困難現象。所以,應該對公路橋梁檢測技術的研究重點關注,在今后的交通運輸系統發展中,加強日常的維護工作,進一步推進橋梁建設中的技術創新。
工程概述
大橋全長766米 ,鳳臺岸9孔、淮河南岸1孔,引橋為跨徑30米預應力混凝土T型梁吊裝而成。大橋橋墩為鉆孔嵌巖灌注樁,基礎是鋼筋混凝土結構,嵌巖3米,主橋墩四號橋墩是嵌巖8米,直徑12米的沉井,自上而下張拉纜索。作為安徽省的第二座斜拉大橋,于1990年5月1日正式通車,并于2007年10月開始檢修。
二、公路橋梁檢測的科學意義
路橋建設過程中,工程材料的工程結構設計、自然缺陷、施工和建造的失誤難以避免,路橋建成之后,如何進行鑒定路橋的實際品質是業主最關心的問題。由于目前尚缺乏嚴格系統對路橋的質量進行量化檢驗方法,導致一些劣質工程得不到及時處理和發現。重則會發生橋毀人亡的慘劇;輕則增加了日后的路橋維修保養成本,使地方和國家財政負擔加重。所以加強公路橋梁檢測對于改善交通質量和保證人民生命財產安全還有促進經濟發展都有著很重要的作用和影響。
公路橋梁檢測技術研究與應用
(一)、公路橋梁結構整體性能、功能鑒定
按照試驗持續的時間長短分為長期試驗和瞬時試驗;按照受力狀態可分為靜載試驗和動載試驗。在靜載作用下,一般要測定構件的內力(包括軸向力、彎矩、扭矩、剪力等)、作用力的大小(包括支座反力、靜荷載、推力等的大小)、各種變形(包括相對位移、轉角、撓度等)、局部損壞現象(如裂紋)以及斷面上各種應力的大小及其分布狀態,按主要承重結構的形式分有桁架梁橋和實腹梁橋兩大類。桿件在桁架梁橋中承受軸向力,自重較輕,材料能充分利用,跨越能力大,多用于建造大跨度橋。但實腹梁橋構造簡單,制造與架設均比較方便;主要由彎矩來決定實腹梁橋的橫截面積,而跨度大致與彎矩的平方成正比(均布荷載條件下),梁的腹板上的平均法向應力比較小當跨度大時,不能使材料充分利用,所以跨度不適合做得太大。
(二)、公路橋梁機械檢測技術
機械測試儀器通常有齒輪、杠桿、彈簧、軸、度盤和指針等部件構成,直接感受被測量的構件變化是其傳感機構的功能,并在接觸式機械量測儀器中把這種變化傳到轉換機構。轉換機構的功能是長度的變化由傳感機構傳來的被量測構件的變化轉化而來,并且改變方向,或者把它縮小和放大,如大小齒輪指示機構的功能在百分表中,是將轉化為長度通過轉換機構并加以縮小、改變方向和放大之后的變化而被表現出來。
(三)、公路橋梁射線檢測技術
1、雷達檢測技術
電磁波探器是一種地球物理勘探方法,探測地下介質分布時了利用超高頻短脈沖(106-109Hz)電磁波。在橋梁無損中檢測的典型應用,如混凝土中的疲勞和缺陷探測以及孔道和鋼筋的定位等,電渦流的分布和大小受表層缺陷和構件材料介質的影響,就可以判定材料表層的缺陷情況,依據所測電渦流的變化量。一定要進行有效的防護對設計的檢測儀器和檢測裝置的射線源,控制射線對人體的影響處于最低水平。
2、紅外熱像儀技術
紅外熱像儀檢測技術就是指當橋梁中有縫隙或損傷的時候對橋梁進行檢測,由于周圍的情況和發出紅外線的不一致,所以能夠檢測橋梁的損傷根據紅外線成像的原理。簡而言之就是依據物體的表而溫度、材料特性、紅外輻射三者間的內在關系就是紅外熱像檢測技術,把來自目標的紅外輻射借助紅外熱像儀轉換為可見的熱圖像。
3、無線電檢測技術
橋梁檢測設備是針對鋼橋疲勞損傷情況的檢測而開發的,這種檢測設備的主要原理是由于橋梁具有周期性長期承受的特點荷載是導致鋼橋構件產生裂縫的原因。隨著釋放出的能量為產生應力波橋梁結構表面的擴大,盡管橋梁結構裂縫的擴大程度較細微。無線電檢測技術可確定相應的準確位置和一定數量的應力波。除此,還開發了聲發射檢測技術,原先在檢測礦山地壓的施工質量上經常應用這項技術,如今其檢測已經在其他行業所普及,例如水壩、高架橋梁、化工容器、飛機、造船業等行業。
目前,國內已成功的研發橋梁檢測設備中的聲發射類,并成功應用在現有橋梁的檢測工作中。對橋梁各項材料的內部情況可以詳細認知通過聲發射類型的檢測設備,例如裂紋發展情況、裂紋分布情況等,對橋梁的施工技術進行深入研究,通過對材料內部情況的了解,從而對橋梁的使用壽命進行預測。聲發射監測設備的原理指的是在各類材料內部掌握聲波的傳播方向和縱波傳播速度,然后結合各傳感器接觸時的時差與縱波,存在缺陷的位置進行判斷在材料內部。
4、光纖傳感器檢測技術
目前,光纖傳感器的有著相當廣泛的應用范圍,物理量檢測所涉及的種類已超出100種關于此種檢測的技術,常見的有液位、輻射、磁場、水聲、電流、電壓、位移、電場、壓力、溫度以及振動等物理量。所用傳感器在橋梁質量檢測中的工作原理是,光纖應變位置的布里淵散射光會對應的發生改變,在經受了拉壓影響后。對頻率通過觀察,布里淵散射頻移和光纖軸向的應變量呈正比關系。
對光纖溫度以及布里淵散射頻移的測量結果通過檢測設備,從而橋梁的變形情況進行計算。而計算橋梁的變形詳細數據則要根據“光損”的測量情況,其計算結果誤差在0.02mm之內。可明確橋梁發生變形的具置通過光脈沖反射的傳輸時間,其可以精確到0.75m。結合這兩種方法在橋梁檢測中能夠對一定長度內橋梁的變形位置和變形大小分布詳情進行了解。處于狹窄的范圍內的光纖傳感器仍然能實現其測量效果,因此可將傳感器埋藏于橋梁內在施工期間,可起到長期監控橋梁質量的效果通過兩端的接收儀器。
5、感應檢測技術
感應檢測技術有著相當廣泛的應用范圍,研發的傳感器種類相當多針對檢測橋梁當中的物理量。例如小型感應裝置,于橋梁梁體內部進行埋藏,主要測量混凝土的氯離子含量、導電率和鋼筋銹蝕情況;加速計,主要對所引起的應力波由于橋梁鋼筋斷裂進行測量;位移傳感器,主要用于位移的橋梁翼墻。這幾類設備具有性能穩定、價格低廉和結構簡單等特點,可在各種在用橋梁和在建橋梁中大范圍使用。
(四)、其他橋梁檢測技術
1、智能支座
內部設有多個光學纖維傳感器的智能支座,主要用于測量橋梁的壓應變和剪力。可借助預設在內部的光學纖維傳感器該測量設備對活載的分布情況以及橋梁恒載進行采集,提供依據為了橋梁技術狀況的判斷。
2、激光系統
該技術對受測目標的三維坐標采用激光系統進行即時測量。該系統在測量混凝土、普通鋼材和木材中能起到非常好的測量效果。對橋梁中因汽車通過而產生變形的部分激光系統可準確而快速的進行測量,還可對坐標數據借助長時間的檢測進行分析對比,從而判斷橋梁有無沉降和產生預應力等損傷。
3、新型傳感器
目前已開發的傳感器非常多,例如三向加速度計、光纖光柵問題傳感器、超聲波三向風速儀、磁通量傳感器等。伴隨著都已經進入了病害爆發的時期的大量早期建設橋梁,突出了橋梁檢測設備功能單一、檢測工作量大、設備不完善以及檢測設備昂貴等問題。國內檢測技術仍存在許多不足,與國外的橋梁檢測技術相比,還有很大的提高空間,國內橋梁檢測技術實現智能化、自動化和信息化還經過長期的努力才能發展。
總之,推進技術的應用和創新,應加強公路橋梁檢測技術的研究,以保證橋梁安全運營和橋梁建設質量,個人的生命安全,保證國家的財產安全。
參考文獻
[1] 謝中堯.論公路橋梁的檢測及技術應用[J].建材與裝飾:中旬刊,2008,(4): 200-201.
[2]盧紅斌.公路橋梁試驗檢測技術及應用[J].科技咨詢導報,2006,(20):79.
關鍵詞:公路;橋梁;檢測;應用
隨著經濟的迅速發展,我國的公路橋梁檢測技術現在已得到很大的發展,使國內交通運輸狀況有很大程度的改善,然而就目前的經濟發展速度而言,仍然無法滿足日益嚴峻的交通需要。近年來,公路橋梁負荷的重量在不斷增加,導致大部分公路橋梁路面損傷情況日益加重,不斷出現質量問題,因此,對公路橋梁的施工質量進行檢測是保證質量的關鍵環節。
一、公路橋梁進行檢測的必要性
進行公路橋梁檢測主要是為了及時合理地對劣質公路橋梁工程進行處理,從而有效降低工程的養護管理成本,保證交通質量和運輸暢通,避免出現不必要的財產損失和人員傷亡。但是在公路橋梁的施工和使用過程中,經常出現一些質量問題,引起了社會各界的廣泛關注。公路橋梁出現缺陷或者質量問題的原因主要體現以下幾個方面:一是公路橋梁在完成后質量與初始設計目標存在一定的差距,在施工過程中,沒有嚴格按照施工方案圖紙的設計要求進行建設;二是公路橋梁在使用和運行過程中會出現不可避免的安全隱患或者損害,這會對路橋的承載能力造成不利影響;三是隨著交通行業的迅速發展,車輛越來越多,對公路橋梁的整體性能的要求也不斷提高,在很大程度上就要不斷提高公路橋梁建設施工的質量。因此要加強對公路橋梁的檢測,保證萬無一失。
二、公路橋梁檢測技術
(一)公路橋梁機械檢測技術
機械測試儀器一般有杠桿、齒輪、軸、彈簧、指針和度盤等部件構成,其傳感機構的功能是直接感受被測量的構件變化,并把這種變化傳到轉換機構。在接觸式機械量測儀器中,轉換機構的功能是把傳感機構傳來的被量測構件的變化轉化為長度的變化,并且把它放大或縮小,或者改變方向。
(二)公路橋梁射線檢測技術
首先,對公路橋梁的檢測就是當公路橋梁中有縫隙或損傷的時候,發出的紅外線與周圍的不一致,所以可以依靠紅外線成像的原理來檢測公路橋梁的損傷。簡單的說紅外熱像檢測技術就是依據物體的紅外輻射、表面溫度、材料特性三者間的內在關系,借助紅外熱像儀把來自目標的紅外輻射轉變為可見的熱圖像,紅外熱像儀檢測技術,從而得以顯現。其次,電磁波探器是利用超高頻短脈沖電磁波探測地下介質分布的一種地球物理勘探方法。檢測在公路橋梁無損中的典型應用,如混凝土中的鋼筋和孔道的定位以及缺陷和疲勞探測等,電渦流的大小與分布受構件材料介質和表層缺陷的影響,根據所測電渦流的變化量,就可以判定材料表層的缺陷情況。對檢測裝置或設計的檢測儀器的射線源一定要進行有效的防護,將射線對人體的影響控制在最低的程度。這是核子儀在設計時所必須考慮的關鍵問題。
三、公路橋梁檢測技術應用
(一)光纖傳感檢測技術
這種應用的原理就是根據光纖對一些物體特定物理量的敏感度,將物理量轉換成直接可以進行測量和丈量的光信號,因為光纖不僅可以作為傳播媒介,還可以在光波穿過表征光波的特征參量受到外界條件的影響時發生不同程度的變化,這樣就可以對各種物理量進行探測。在經過多年發展后,我國的光纖技術已經取得了巨大的成就,被廣泛應用在軍事、航空、工砍能源以及生物和制藥等行業中。光纖傳感檢測技術在公路橋梁檢測中的應用,主要表現對鋼索的索力和預應力,混凝土梁內部的應力,公路橋梁應變特性的檢測,形成光纖智能的公路橋梁,給公路橋梁健康監測和安全評價提供了新的活力和方法。與傳統的傳感器檢測方法相比,具有以下優點:不會受到外界環境的限制,抗電磁干擾、耐腐蝕,可占體積比較小、重量輕,對測量的介質影響比較小,具有比較高的分辨率和靈敏度,實用性比較強,能夠形成光纖傳感網絡。但是在實際的應用過程中,采用光纖傳感技術的造價成本和投資,在很大程度上限制了這種技術在公路橋梁檢測中的推廣和應用。
(二)紅外熱像儀與雷達檢測技術
在公路橋梁的質量檢測中采用超聲波、紅外熱像儀以及雷達檢測技術,一天內可對幾十種橋梁的橋面或是上千公里路面進行準確的測量。紅外熱像儀是通過紅外攝影機而獲取公路橋梁溫度圖。其中溫度較高的點(熱點)則是由于橋梁薄得仿佛充滿空氣的絕緣體般,因此熱點部分的混凝土,其溫度上升適度相比其他點更快些。雷達是借助電磁波對受測目標進行探測。其工作原理是向受測目標發射電磁脈沖使發射出的電脈沖形成電磁波并從混凝土的異質界面中反射回來,形成回波。回波對混凝土而言具有密切的關系,其交替變化的波形可將凝土中的損害情況以及裂縫情況檢測出來。紅外熱像儀與雷達聯合使用可有效檢測公路橋梁現有的大部分病害種類。
(三)探地雷達檢測技術
在進行公路橋梁檢測過程中,探地雷達就是高頻的電磁脈沖波利用寬頻帶短脈沖的形式把天線發射到地下,在傳播過程中,遇到不同電介質時,雷達波的能量就能夠被及時反射回地面,從而被天線接收,這樣通過反射波確定地下介質的分布,在進行淺層或者超淺層的探測過程中,應用的比較廣泛。探地雷達就會通過高頻電磁波的反射、衰減、散射或者折射等進行地下的探測,以此確定介質的結構。為了獲得更為精確的雷達探測結果要對雷達的記錄進行分析研究,識別反射波的時間、振幅以及極性等特征,其中時間和振幅的確定比較簡單,而極性的判斷有很大的難度,同時也非常重要。從振幅和極性的反射中可以分析出電磁學性質差異越大,反射波就會越強,以此可以判斷介質的性質和屬性;當波從波高速進入到波低速的介質中時,反射的系數就會為負,振幅成反向,反之則與入射波同向。在實際探測過程中,不同的介質也就相應的巨涌不同的結構特征,反射波的振幅和方向是雷達波進行有效判斷的依據。因此,根據雷達的特性,可以用于公路橋梁的結構檢測,同時對相關的技術人員要求比較高,要采集大量實際的測量數據和豐富經驗。
四、結束語
總而言之,隨著交通量的持續增多,公路橋梁實際承載的壓力也越來越大,路橋施工企業需不斷研究更新的公路橋梁檢測技術措施,不斷優化檢測技術,發現在用公路橋梁的現存問題,及早掌握處理公路橋梁中的病害,從而保持公路橋梁的質量,維護正常的交通運行。
[關鍵詞]公路橋梁;檢測;重要性;技術運用
中圖分類號:F54 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)40-0177-01
隨著我國經濟的迅猛發展,推動了交通運輸業的發展,公路橋梁工程隨之不斷增多。同時伴隨著我國公路橋梁事業的不斷發展,一些橋梁逐漸進入到養護維修階段。因此,就需要公路橋梁施工檢測技術,而公路橋梁檢測是一項復雜而巨大的工程,為了保證公路橋梁的質量,不僅需要專業人員的細致工作,還要有先進的檢測技術為支撐。
1.公路橋梁檢測技術的重要性
就目前國家建設與發展的相關情況而言,公路橋梁的建設是非常重要的,不僅能夠帶動經濟發展,同時也是公路運輸行業發展的技術,這對于國內經濟的發展具有很強的促進作用,為了能夠承擔經濟發展所需要的交通運輸能力,公路橋梁的建設也出現了繁榮的發展形勢,不僅在數量上有所增加,同時在規模上也有所擴大,帶動了經濟的繁榮發展。而運輸行業的發展又對于公路橋梁的發展造成了極大的負擔,不僅對于橋梁的承載能力是一個嚴重的考驗,同時對于同時通行的車輛以及內部結構是否合理等相關問題都有所考察,公路橋梁出現損傷,不僅會損害公路橋梁的交通運輸能力,同時也會對于經濟以及人身安全構成威脅,所以必須對于損傷問題有所重視。能夠出現損傷的原因有以下三個方面:首先就是建設比較早的公路橋梁在設計方式上比較陳舊,不能夠兼顧各個方面的承載能力,就可能造成在設計方式的結構不合理,這就可能造成施工過程之中與設計上的差異,這是對于安全質量造成的不穩定因素。其次就是由于自然環境中自然因素變化,以及隨著溫度的不斷變化,對于橋梁公路本身具有影響因素,天長日久的影響蓄積,就可能形成最后的橋梁病害問題。最后一個方面就是在橋梁公路的承載能力以及結構的穩定性方面,不能夠綜合交通運輸的通行能力,一旦在震動以及沖擊力量的影響上,就會出現嚴重的橋梁安全事故,而許多橋梁的結構一旦發生變化會對于整體橋梁問題構成比較嚴重的安全隱患。隨著經濟的發展以及國家建設的不斷進步,很多復雜結構的橋梁公路都開始在建設中,而在規模的發展同時施工質量還不能與之相吻合,這就可能造成公路橋梁的安全隱患,也正是因為在這樣的前提下,才能夠認識到檢測技術的重要性,這不僅是對于橋梁的內部結構的了解,同時也是實施增固技術的前提工作,對于未來檢測技術的發展趨勢要極度重視,只有這樣才能夠了解到公路橋梁的安全性能,已經能夠負擔的交通運輸能力。
2.我國公路橋梁施工檢測存在的主要問題
就公路橋梁表面缺陷檢測而言,目前仍以人工目檢方式作為主要手段進行檢測評估。尤其對于混凝土公路橋梁來講,檢驗和評估表面裂縫是重要的檢測項目之一。據有關數據證實,裂縫是造成公路橋梁損壞的首要原因,其次是剝落、坑洼等質量問題引起的橋梁損壞。當公路橋梁出現使用缺陷后,要及時進行檢查和觀測,在掌握缺陷特征的基礎上,分析造成缺陷的原因及其危害后果,根據缺陷的性質確定修補方案,確保修補方案的可操作性。雖然近些年國內外的一些專家學者在對路橋檢測的研究中取得了一些成果,但是這些成果在實際檢測中的應用卻僅限于初步,想要普及推廣仍需一定的時間,特別是一些檢測方法在應用中難度較大,如光導纖維植入式檢測法,這種檢測方法需要將具有檢測功能的光導纖維植入到路橋上,然后通過光纖的變形情況來判斷橋梁的損傷狀況。但是由于這種檢測方法的成本較高,并且施工也比較困難,目前仍未普及推廣使用。再如利用雷達和聲波等掃描分析對路橋進行檢測,這種方法目前尚不能實現實時監測,并且成本相對較高,需要專業人員操作,這些影響了推廣使用。
3.公路橋梁檢測技術與具體運用
檢測是對公路橋梁進行的整體評估,了解公路橋梁的實際情況是檢測的前提。在這基礎之上才能進行檢測,下面按照不同的方面總結公路橋梁的檢測技術。
3.1 公路橋梁的外觀檢測技術
外觀檢測是公路橋梁運用得最普遍的檢測技術,通過最直接的觀察,可以得出公路橋梁的病害以及病害的原因。一般而言,橋梁的外觀檢測可以根據橋型進行不同部位的檢測,主要有跨中部位、端部、主梁連接部位、構件等,查看是否有裂縫、位移,連接部位的情況是否正常。依據受力的特征來進行有重點的檢測是比較有效的,橋梁是一個多結構的組合,上、下、附屬結構的受力各有不同,所以病害也會體現出一定的差異性,要依據具體的實際情況進行深入的分析,根據病害的不同、病害部位的不同進行檢測。
3.2 公路橋梁的內部檢測技術
公路橋梁的內部缺陷主要指的是混凝土構件的缺陷,主要有空洞、裂縫、蜂窩、鋼筋銹蝕德國,這些缺陷通過外觀的檢測一般難以發現,這就需要借助于其他的檢測手段和方法。可是對內部的檢測又不能對公路橋梁產生損壞,不能不它剖開來看,所以只能運用無損檢測方法。隨著現代科學技術的發展,常用的公路橋梁內部缺陷的檢測方法主要有聲波檢測、超聲波檢測、雷達檢測等幾種方法,這些方法都能夠有效的檢測出公路橋梁的內部缺陷而不帶來公路橋梁的物理性損壞。
3.3 建筑材料檢測技術
雖然新的材料被不斷的運用到公路橋梁的建設當中,但是目前運用的最多的還是鋼筋混凝土。公路橋梁中所用鋼筋的型號、強度一般都是依據設計要求而定。如果在施工當中,鋼筋出現了問題,運用得不規范,就會造成質量上的問題,并且給投入使用后的檢測也帶來極大的不便,不利于找出問題的原因。在檢測的時候就要采取一些措施進行檢測,如簡單的擊打檢測、外觀檢測都可以發現一些問題。對混凝土強度的檢測目前主要運用的方法主要有超聲波檢測、回彈法、斷裂法、取芯樣試驗檢測法等方法。其中超聲波檢測法、回彈法因其對公路橋梁不會造成損害,是無損害檢測方法,所以運用的比較廣泛。
3.4 結構性能檢測技術
公路橋梁結構性能的情況直接影響著公路橋梁的質量。但是對結構性能的檢測一般比較復雜,過去傳統的檢測方法是通過對外觀和部分構件的特性進行檢測,這在一定程度上可以檢測結構的性能,但是不全面,難以做到對公路橋梁整體系統的評估。近年來,傳統的檢測方法得到了很大的發展,現在對公路橋梁的檢測提倡無損害檢測,科技的發展已經提供了這樣的檢測方法,并被大量的運用到檢測當中。自然電位檢測法、X光線檢測法、脈沖雷達檢測法、超聲波檢測法、紅外檢測法、振動試驗分析法等都在公路橋梁的結構性能檢測中發揮了很好的作用。
3.5 損傷的綜合檢測技術
損傷檢測方法主要有綜合損傷檢測和局部細化檢測兩種方法,對公路橋梁損傷的檢測目前主要是運用綜合檢測的方法。綜合檢測的方法又可以分為兩種,即試驗模態分析法和應變模態測量法。前者是通過對橋梁動態特性的測試,得到結構參數的變化進而估計損傷的情況。對于橋梁的結構性損傷,這是一種比較很好的檢測方法,也是目前檢測技術發展的一種大趨勢。后者的原理是位移模態和固有應變分辨不狀態之間的對應關系反映的結構的固有特征。就目前來說,這種檢測方法要進行實際的操作還有一定的困難,但是也應該看到這種檢測方法的潛力,它克服了傳統檢測方法中的應變測量系統的弊端,是值得深入的探索的一種損傷綜合檢測方法。
4.結束語
目前,我國早期建設的大部分橋梁都已進入了病害的集中爆發時期,盡快地展開橋檢工作是多數橋梁的急切需求。另一方面,橋梁施工檢測的設備還不夠完善,功能也比較單一,加之價格比較昂貴,橋檢工作量難以滿足待檢橋梁的檢測需求。我國的公路橋梁施工檢測行業未來的發展應向著智能化、信息化、自動化的方向努力,盡快提升我國公路橋梁施工檢測技術水平。
參考文獻
【關鍵詞】橋梁工程,檢測技術,探討
中圖分類號:K928.78 文獻標識碼:A 文章編號:
一.前言
橋梁工程關系到我國經濟的快速健康發展,關系到國家的經濟命脈,關系到廣大民眾的切身利益,加強對橋梁工程施工質量的控制,就必須加強對橋梁工程的試驗檢測,從根本上保證實驗檢測的客觀公正性,促進整個橋梁工程質量的提高,保證工程安全,這對我國和諧社會的實現有著巨大的推動作用。在橋梁工程的檢測中,工地試驗室是檢測的主體,很多試驗檢測工作多是由工地試驗室承擔,各種關于工程施工質量的相關數據也都從工程工地試驗檢測得出,因此,工地試驗室功能的正常發揮,對整個橋梁工程試驗檢測的效果有著巨大的影響,在橋梁工程具體的實際操作過程中,橋梁工程檢測的質量會受到多重因素的限制和影響,比如工程資金,工程的施工進度等,更有甚者,很多工地試驗檢測僅僅是做做樣子,沒有真正貫徹落實到整個工程施工過程中來,工地試驗室形同虛設。這對我國橋梁工程的檢測質量有著極其惡劣的影響,因此,加強對橋梁工程檢測質量的探討,有著一定的社會現實意義。
二.橋梁質量檢測技術
橋梁質量檢測技術包括:超聲波檢測、X 射線檢測、紅外熱像儀檢測、光纖傳感器檢測、探地雷達檢測等。
1. 超聲波檢測
根據超聲波在橋梁的密致處和缺陷處傳播的速度和傳播時間是不同的,在密致處的傳播時間要比在缺陷區傳播時間短,這樣根據聲時和聲速就可以檢測出橋梁的質量;根據超聲波在缺陷處會產生散射,那么超聲波通過缺陷處之后所接受的超聲波能量要比通過密致處小;根據超聲波通過缺陷處之后頻率會變低;根據超聲波通過缺陷處會發生反射及折射,相位會發生變化,根據以上原理就可以通過超聲波檢測橋梁的質量。
2. X 射線檢測
根據X 射線穿過混凝土中的缺陷處和鋼筋之后,其強度與穿過正常橋梁是不同的,那么我們就可以從所拍下的底片上的黑度來判斷。
3. 紅外熱像儀檢測
這種檢測技術是利用紅外攝像機拍攝橋面,會生成橋面的溫度圖,根據這幅
溫度圖,我們就可以知道混凝土是不是有裂層。判斷依據就是,如果橋梁有裂層,
那么由于裂層中空氣的絕熱作用,使得太陽光的熱量不能傳到下邊,而使裂層的
上面的溫度升高的更快一些,,根據這個原理,我們使用紅外熱像儀,轉變成熱
圖像,通過特征分析,就可以知道橋梁表面的溫度變化,從而知道橋梁的哪個部
位有缺陷,達到檢測的目的。
4.光纖傳感器檢測
最近人們發現光纖傳感器可被用于橋梁的構建檢測,原理是根據光纖的特
性。第一個特性是:如果光纖的某個部位彎曲,那么這個部位的光矢量就會發生
變化。我們可以在傳感器拉緊狀態下測出一個出射光的密度,在放松狀態下測出
另一個出射光的密度,根據這兩個出射光密度值就可以知道入射光的變化。第二
個特性:此特性可應用于多層傳感器,多層傳感器內部安有多個反射鏡,利用傳
到傳感器的光,經過反射鏡被反射到光源處的時間的原理。利用這兩個特性,可
以制成多種傳感器,比如:光能傳感器、裂縫寬度傳感器等。因為光纖傳感器有
其獨特的性能,這種檢測技術的應用前景比較樂觀。
5.探地雷達檢測
我們都知道探地雷達就是從發射天線發出信號,并將此信號轉變成高頻電磁脈沖波送入地下,高頻電磁脈沖波在傳入地下后,會遇到不同的電性介質,在不同電性介質的交界面,部分高頻電磁波的能量會被反射回到地面,然后被接收天線接收。此檢測技術是利用反射波所特有的特性在地面淺層探測。此技術特點是:能精確測定出缺陷處的大小、形狀及深度等,需要的人力少,操作簡單,速度快,檢測范圍大,受環境影響小。在橋梁工程中,探地雷達的具體應用是:可以檢測出橋面混凝土的空洞、橋梁的含水量、鋼筋的銹蝕程度、橋梁面層厚度、橋梁的裂縫及溫度等。
三.提高橋梁工程檢測工作的有效措施
1.加強對橋梁工程施工過程中的質量管理
(一)要嚴格做好施工測量工作
精確的工程施工測量是施工過程中質量控制的關鍵環節。相關的技術人員在施工過程中,要對導線點,中間樁和高程點實施科學有效的測量方式,并多次測量,使得測量結果能夠達到閉合的標準,同時,要客觀公正的做好記錄,減小工程測量的誤差,保證工程測量的精確性。
(二)加強對施工材料設備的質量檢測
首先,要嚴格質量標準,加強對各種原材料和工程構件的質量檢測。嚴格原材料和各種工程構件,配件的入場機制,對各種質量不達標,不合格的原材料,構件,配件,不準進入施工環節。比如,在水泥和鋼筋的入場時候,要對合格證做出細致鑒定,并要在專業的實驗室進行質量檢測,質量合格才可以投入工程施工。
其次,要做好試驗檢測工作。在實施工程分項施工的環節要加強對各個施工分項的試驗檢測,如果有分項難以符合工程質量標準,要組織專業的技術人員,集體分項其存在質量問題的原因,在此基礎上,科學合理的調整施工工藝。并采取有效施工措施,對已經出現的質量問題作出及時處理。要堅持從試驗后的數據采取有效措施,杜絕僅僅憑借經驗做出決策。
2.加強對橋梁工程交工驗收時候的檢驗
在橋梁工程施工竣工之后,要嚴格遵守各種施工標準和質量檢驗規范,在充分考慮到工程施工技術方案的基礎上,實施逐段,定點的實施質量檢測,并將各種檢測數據做出公正客觀的記錄,并向相關的上級部門進行匯報,對各種可能出現的質量問題和安全隱患要如實報告。
3.強化檢測人員的崗位責任制度
梁工程工地實驗檢測人員是整個施工過程中,檢測試驗工作的主體,對橋梁工程檢測試驗水平有著很大的影響,在橋梁工程是試驗檢測中,檢測人員的的監管問題很大程度上是很多工程施工質量問題出現的原因,試驗檢測人員管理不力,使得各種安全隱患出現,質量難以得到保證。因此,要全面貫徹落實試驗檢測人員的崗位責任制度,要嚴格規定各個部門的權責,權責范圍等,要嚴格執行相關質量檢測機構計量方法和認證考核方法,加強試驗檢測管理,實施技術檢測試驗的全面覆蓋。同時,要加強橋梁工程試驗檢測人員的綜合素質提高,不僅僅要對工程檢測試驗人員進行專業的技術培訓,嚴格考核,實施淘汰制度,也要嚴格準入機制,同時,要培養橋梁工程檢測試驗人員的職業道德,培養認真細致,認真負責,客觀嚴謹的工作態度。如此,提高工程檢測試驗的水平,保證試驗檢測的質量,提高試驗結果的準確性。
4.采用先進科技,提高檢測的效率
首先,采用先進的檢測方式來減少工作的強度,提高檢測工作的效率,在橋梁工程中,如果采用灌砂法檢測壓實度,不僅僅耗費更多的時間,延長了試驗檢測的周期,同時,也面臨著龐大而繁多,復雜的工序,高強度的工作嚴重限制著檢測效率的提高,如果采用核子法檢測,可以很大程度的降低工作強度,提高工作效率。其次,采用先進的計算機網絡信息技術,對各種繁多復雜的試驗檢測數據進行采集處理,不僅僅很大程度上降低了工作的失誤,保證了試驗檢測結果的真實客觀性,也降低了工作強度,同時,也很大程度的防止了數據作假的行為,有利于試驗檢測工作的規范性和真實性。
四.結束語
橋梁工程的檢測工作將直接關系到整個交通網絡工程的施工質量。加強對橋梁工程的檢測工作管理,提高檢測人員的綜合和素質,建立健全檢測管理體制,采用先進的科學技術,對提高試驗檢測的質量,保證橋梁工程的施工質量,有著深遠的意義。
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關鍵詞:橋梁;預應力;病害;檢測技術
中圖分類號:U445 文獻標識碼:A
一、L大橋病害現狀分析
L大梁位于湖北武漢市,為三跨預應力混凝土連續梁橋(85m+l30m+85m),橋型總體布置如圖1所示。根據現場勘察得知,該座大橋共有358條裂縫出現在箱梁處,在腹板處出現了寬度達1.6mm的最大裂縫,頂板為0.5mm最大寬度的裂縫,而底板裂縫的最大寬度也達到了1.2mm。在所有裂縫中,裂縫最多的為頂板處,中跨跨中是底板裂縫的集中地,并且主梁下撓的情況也表現的非常突出。
圖1 橋型總體布置圖
L大橋是預應力混凝土橋,裂縫和主梁下撓的情況在在運營階段按常理來說不會產生,亦或是混凝土容許的拉應力應當大于橋梁所出現的拉應力,應該不會出現開裂;盡管裂縫有可能出現在最不利于出現荷載組合的時候,也會在完成卸載以后自動消除裂縫。但是L大橋在此期間出現了主梁下撓和裂縫的情況,不僅僅會造成鋼筋的銹蝕,還會讓結構的承載力大大降低,橋梁的使用壽命也會在很大程度上受到影響。
L大橋病害產生成因
在橋梁的病害中,混凝土主梁下撓和裂縫產生的原因有很多種,包含環境、橋梁構造和結構、材料性質等。L大橋是按照預應力結構設計的,在建設期間和運營階段發現了主梁下撓和裂縫的情況,在運用檢測技術的基礎上,仔細分析L大橋病害產生的原因,主要通過以下幾種方式展開研究。
在橋梁自振特性測試后得知,相比起施工驗收階段,橋跨結構一階豎彎自振頻率有所下降,為12.8%。在模擬時,深入的分析主梁剛度下降是由于箱梁開裂造成的,通過計算得知,跨中撓度在主梁剛度降低11%時幾乎沒有太大影響,影響最大時也僅僅為0.8cm,所以跨中持續下撓的主要原因并不是主梁剛度下降造成的。
有效預應力降低及損耗。在通過模擬計算后,分析了主梁正彎矩區底板縱向預應力和頂板縱向預應力有效性降低15%~35%時主梁撓度變化情況。計算結果顯示,主梁跨中會在底板縱向預應力有效性降低35%的情況下上升5.3cm的下撓。而次邊跨跨中下撓會在頂板懸臂施工束失效15%的情況下上升13.5cm的下撓量,中跨跨中為13.2cm的下撓。通過對L大橋的觀測后得知,南岸次變邊跨達到了11.5cm的下撓,而北岸次邊跨中達到了13.1cm的下撓。所以,這表明,主梁跨中下撓的產生,和負彎矩區頂板縱向預應力有效性的降低,以及主梁正彎矩區底板有效性降低都有著很大關系。因此,跨中持續下撓造成的預應力損失(各階段預應力損失值如表1所示),是L大橋主梁下撓以及裂縫產生的主要原因。
表1 各階段預應力損失值的組合
(3)不斷增加的荷載。根據現場情況和調研資料顯示,L大橋曾經更換過一次橋面鋪裝,但是所承受的荷載并不影響橋梁撓度,因此更不會造成橋梁主梁下撓和裂縫。
因此,根據以上的分析得知,在L大橋病害的原因中,預應力損失是造成主梁下撓、持續產生裂縫的主要原因。
三、L大橋預應力檢測技術分析
在L大橋的病害檢測時,選擇采用了如下幾種方式,如電磁效應檢測法、聲發射技術等,從而得知大橋的主梁下撓和裂縫病害主要是由于預應力損失造成的。
電磁效應檢測法。這種檢測方法是在1998年美國人GhorbanpoorAI提出的,檢測預應力損失主要是用遠程電腦和磁通量裝置,將二者進行無線連接從而進行操控,在評測預應力損失的大小和預測預應力筋工作性能時根據磁通量泄露多少來進行分析。
(2)聲發射技術。聲發射技術檢測預應力是美國人T.M.和Anlbom等人,在1997年研究的檢測預應力損失的技術方式,在評定鋼筋混凝土結構時,主要采取應力釋放的形式,在我國的應用范圍也比較廣,并獲得了較大的成功。
四、結論
L大橋是大跨徑預應力混凝土橋梁,在施工期間和運營期間均在不同程度上出現了主梁下撓和裂縫的情況,在經過橋梁檢測技術和通過不同層次的分析比較后發現,預應力損失是造成裂縫和主梁下撓的主要原因之一。預應力損失的原因非常復雜,對預應力各項損失進行精準的計算想當困難,因此都是通過分項法進行估算,從而得出相應的估算值。除此之外,
僅僅通過理論估算預應力損失尚有許多實際數據不能精確涉及;而且在施工和運營期間,預應力損失的干擾因素非常之多,如灌漿技術本身存在問題或者施工時施工不當,都讓預應力損失無法準確的判斷。因此,為防治橋梁病害,有效控制裂縫和主梁下撓情況的發生,必須理論結合測量,通過互相驗證來獲得精準的數據,這也是國際上對橋梁病害處理方式的新要求。
參考文獻:
[1]詹建輝.特大跨度連續剛構主梁下撓及箱梁裂縫成因分析[J]:中外公路,2005(l):225
我國境內橋梁數量眾多,其質量直接影響著陸路交通的承載能力和使用效果。如果不采取有效的橋梁質量檢測技術,就會引發安全隱患,影響橋梁的使用狀態。
2現代橋梁檢測工作的內容
2.1外觀檢測
橋梁外觀檢測主要是對結構區域的裂縫、撓度,外觀整體尺寸、局部位移等情況進行檢測。
2.2荷載檢測
荷載檢測主要是對橋梁所能夠承受的荷載進行測量,其主要包括靜載檢測和動載檢測。靜載檢測主要是測量橋梁在靜載負荷過程中所發生的形變、位移等情況,以此判斷橋體本身的質量、剛度和抗裂特性等。動載檢測是為對橋梁施加激振力而使橋梁發生振動,測的相應的振動信號,得出相應的橋梁結構頻率,從而確定其工作狀態。
3現代橋梁檢測技術及在工程中的應用
3.1GPRS技術在遠程測量當中的應用
遠程測量是現代橋梁檢測工作當中的重要技術,其可以通過專網專項,將現場檢測設備與遠程控制中心網絡相連接,并利用先進的檢測儀器對傳回的數據進行分析。這種技術的主要優勢在于能夠全天候對橋梁進行檢測,數據處理速度較快,并且能夠實現數據共享。但在實際應用的過程中,需要根據橋梁工程和檢測工作的需求搭設專網,這些專網的針對性較強,不能被用于其它用途,因此不僅增加了技術成本的投入,還增加了資金成本的投入,需要進一步改進。
3.2神經網絡的應用
在傳統技術檢測下,無法對橋梁整體細節受力情況進行充分的了解,在檢測的過程中需要消耗大量的人力物力,并且檢測數據還會受到各類因素的影響。而現代神經網絡技術則可以建立起一個橋梁結構受力變化模型,通過人工神經網絡方法構造BP模型,在橋梁結構受外力影響時建立映射關系,在實際檢測時只需要對橋索的受力情況進行實地檢測,就能夠利用BP模型的映射獲得橋索的受力值。
3.3數字圖像處理技術的應用
現代數字圖像處理技術已經成為了工程測繪當中應用的重要技術,其能夠對橋梁受力檢測過程中所產生的受力變化數據進行處理,使其形成圖像數據,通過圖像數據直接反應各種變化情況。而在現代計算機網絡下,圖片數據在傳輸過程中受到的影響較小,不會受到外界因素過多的影響,傳導速度快,效率高,誤差率較低。
3.4光纖應變傳感器技術
在現代橋梁無損檢測技術當中,應用比較廣泛的是應變片電測技術,但是以往所使用的電阻應變片在檢測時很容易受到橋梁周圍環境當中的濕度和溫度的影響,導致導線的電阻率改變。光纖傳感器是21世紀初期的重要發明,其主要優勢在于不用考慮其導電性能,對外界環境當中的溫度、濕度以及電磁波等的干擾具有極強的抵抗作用。另外這種設備體積較小,能夠對同一平面內的多個測試點進行全方位測控,還可以將其作為大型檢測設備當中的輔助元件。光纖應變傳感器利用光纖傳輸技術,對數據的采集和傳輸速度更快,加之現代光纖網絡技術的不斷發展,使得這一技術的應用范圍更廣,兼容軟件更加豐富。其多點檢測的優勢能夠保證整體檢測時不會出現盲點,對橋梁各部分的應力變化基于全面的捕捉和分析。
4在實際工程當中的應用
以上海市郊某加寬橋梁為例,其主要是在原有橋梁基礎上向右側進行加寬,為拱橋結構,跨徑為1fcu,e=fccu,min5.00m,橋面采用瀝青混凝土鋪設,兩側設有鋼筋混凝土防撞墻,下部結構主要為U形橋臺,并隨橋面擴大而擴大。采用GPRS、神經網絡、數字圖像處理以及光纖應變傳感器綜合檢測技術,分別對拱圈、拱頂、側墻等進行檢測。其中橋梁的左側拱圈存在滲水情況,面積較大;左側拱頂部分具有砂漿脫落情況,但范圍較小;右側防撞墻上具有滲水情況,面積較小;橋臺及河床部分結構未見明顯損傷,質量較好。
5結語
[關鍵詞]橋梁樁基礎;無破損;檢測技術
中圖分類號:V448.15+1a 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)11-0154-01
引言
社會經濟的快速發展,對橋梁等交通設施建設的要求也在不斷的提高,而橋梁樁基礎是橋梁工程的重要部分,其質量的好壞往往決定著橋梁的性能,但常規的檢測方法又具有一定的局限性,因而研究無破損檢測技術具有積極的意義,以下做簡要的論述。
1.橋梁樁基礎常見的病害及成因
橋梁樁基礎是地基加固的主要形式,也是整個橋梁結構的承壓構建,但是在施工中存在用料不規范、操作不按流程、施工隊伍素質不齊、設備不精確、地質環境影響等,都會造成橋梁樁基的缺陷,而橋梁樁基常見的缺陷有以下幾類。
1.1 樁基樁徑縮小
樁徑是決定橋梁豎向承壓能力的關鍵指標,但樁徑縮小是比較常見的施工問題,會導致抗彎能力減弱、承載不達標等問題,樁基樁徑縮小主要有三個方面的原因:其一,地質構造含有承壓水的地層時,地下水的沖刷導致砂漿流失,樁徑縮小;其二,地質條件不良,樁基周圍土層遇水后向樁孔中突起致使樁徑縮小;其三,鋼筋綁扎過密導致流動性差,部分鋼筋外漏導致樁徑縮小。在此類缺陷樁基中,需要對波形進行分析,產生相反的反射波,縮徑越大,振幅就越大。
1.2 混凝土樁基沉渣
此類問題主要發生在施工過程中,在鉆孔灌注樁進行混凝土灌注之前沒有進行徹底的清洗,導致樁基本身的強度降低。混凝土樁基沉渣也有可能是沒有及時進行灌注導致的,與施工的組織規劃有關。當樁基礎底部為弱風化圍巖時,產生同向反射波,波速急劇下降,周期變長,主頻變低;當樁基礎很短強度高時,產生較強的同向反射波。
1.3 混凝土樁基離析
在橋梁樁基施工中,由于攪拌不均勻,成形之后的混凝土必然出現性能上的波動,如膠結不好,或者是樁孔內存在大量的積水導致骨料受到沖刷,在樁基沉積,但砂漿浮在骨料之上,造成樁基離析的問題。此類樁基礎會出現波形小范圍的畸變,嚴重時波峰會消失,最后出現低頻合成波。
2.橋梁樁基礎無損檢測技術研究
2.1 人工激震動測技術研究
通過人工激勵的方式產生地震波,地震波傳遞之后產生反射,接收器接受之后可以進行分析。由于地震波傳播的介質是非均勻性的,必然會產生反射,地震波在橋梁樁基中出現衰減,波能轉化為熱能。如果橋梁樁基存在缺陷,波速降低,傳播時間增加,地震波信號發生散射而衰減。根據傳播方向和波動介質點振動方向的差異,可以將波形分為橫波與縱波,其他形式的波也能分解為橫波與縱波。橫波傳播方向與質點振動垂直,質點位置發生剪切應變,但橫波只能在固體介質中傳播。縱波是指傳播方向和質點振動相同的波,由于交變拉壓應力的存在,出現伸縮變形,在氣體、液體和固體中都能傳播。
在采用人工激震動測法檢測橋梁樁基時,地震波遇到樁基缺陷產生反射波,反射波相關于缺陷樁基的阻抗。缺陷樁基界面阻抗不同時,就會產生地震反射波,發射波與入射波振幅的比值即為反射系數。傳感器接收到波形的參數之后,如頻率、聲速、振幅等,對樁基的缺陷進行分析,可以判別樁基的問題,離析樁、縮徑樁、斷樁等缺陷在人工激震動測技術下,其波形的表現會出現差異,通過這些差異來進行鑒別。傳統的橋梁樁基檢測,在樁頂安裝傳感器,并進行激振,獲取數據之后判斷樁基的質量,但是傳統的檢測方式會有諸多的干擾,需要檢測人員有較高的分辨能力。而人工激震動測法能有效分離干擾波,利用兩點之間的缺陷時進行波速計算,有效應對深度缺陷的檢測。
2.2 聲波透射法
聲波透射法是當前應用較為廣泛的一種無損檢測技術,聲波在不同的介質中波形具有差異,在缺陷樁基中傳播時可以體現出來。缺陷樁基的混凝土材料不均勻,產生不同聲阻抗聲學界面,聲波沿著不同的藍截面傳播,衰減快,能量散射也比較嚴重。樁基混凝土中產生諸多的散射波和折射波,散射波與折射波相互疊加會有聲能散失,聲波在缺陷樁基中會繞著缺陷進行傳播,傳播路線不是直線,聲時變大,聲速減小。聲波在遇到缺陷截面時發生多次的折射和反射,聲能出現衰減,頻率和波幅減小,整個波形發生畸變。在聲波透射檢測法中,需要在灌注之前預留孔道,并在預留的孔道中埋設聲波探測管,移動探測儀和接收儀,移動時注意方向和高度,逐步獲取樁基橫截面的數據,由物理參數來判別樁基的完整性,聲波透射法對樁基的孔徑和長度要求不大。聲波透射法的檢測中,如果實測聲速值低于混凝土聲速臨界值,可以判定樁基存在缺陷;所檢測測點聲速值很小,并且趨于收斂,判定時采用聲速低限值進行,如果聲速值低于底限值,則判定為異常樁基。
2.3 低應變動測法
低應變動測法對于樁長遠遠大于樁徑的情況比較實用,用振動儀對樁頂進行激振,周圍土體和樁身會產生振動,通過樁基本身的應變計將樁基振動的速度和加速度傳遞給接受裝置。低應變動測法檢測方法簡單、速度快、范圍廣而被廣泛應用,如果橋梁樁基本身存在斷樁、縮徑、擴徑等差異性界面,彈性波在傳播時產生反射,傳感器對聲波進行處理,以便進行數據分析。通過研究樁土之間的動態響應,達到判斷樁基的長度及質量問題。隨著技術的發展,低應變動測法檢測的精確性也越來越高,受到廣泛的重視。
2.4 高應變動測法
高應變動測法的成本低,其組成的部分包括傳感器、分析儀、激振設備和測量儀等,主要用于檢測樁基的豎向承壓能力和樁基的完整性,在樁頂施加豎向載荷,然后收集樁基相關動力系數,主要是速度與力的時程曲線,進行分析計算,從而判斷樁基的豎向承壓能力和質量問題,高應變動測法在高程摩擦型樁基和摩擦型樁基的檢測中比較常用。
3.橋梁樁基礎無破損檢測的技術要求
在進行橋梁樁基礎無破損檢測時,需要注意幾個方面的技術要求:其一,樁頭處理,處理樁頭,確保清理干凈,平面整潔、干燥,便于后續的檢測;其二,樁基礎的強度要求,由于是無破損檢測,在檢測中不能削弱樁基礎的性能,一般要求達到樁基礎齡期達到10天以上,能夠很好的保護樁基礎;其三,傳感器的選擇與安裝,樁基礎的缺陷檢測需要保證精度,因而檢測設備的選擇和安裝至關重要,傳感器是核心設備,要求精度高、靈敏性好,安裝位置要根據樁徑的大小合理選擇,避免漏測的情況,此外,傳感器必須固定好,以免差生較大的誤差,影響樁基礎缺陷的分析;其四,所有的檢測儀器必須無故障運行,同時儀器必須連接好,處于最佳的工作狀態;其五,檢測后的設備保養維護,橋梁施工現場的環境比較復雜,對儀器設備會有一定的影響,因而檢測后需要進行設備的維護保養,為下次的檢測打下良好的基礎,同時也能避免成本上升的問題。
4.結語
橋梁樁基礎是橋梁建設中的重要部分,對于橋梁的性能有很明顯的影響,而橋梁是當今交通基礎設施的關鍵,影響著社會經濟的運行,因而研究橋梁樁基礎的質量問題具有積極的意義。隨著技術的發展,追求缺陷無損檢測,既能達到質量控制的目的,又能節省成本,減少破壞作用,因而研究無破損檢測技術十分重要。
參考文獻