關(guān)于橋梁檢測定位方法的幾點研究
2015-04-23
一、橋梁全面檢測理論
1對引道及橋址周邊環(huán)境進行檢查量測
(1)查看正橋與引橋、引遭(線)銜接處是否正常與竣工時情況相比較是否有變化51-論文-網(wǎng)-歡迎您
(2)橋址及其附近水流河道是否改變必要時還應(yīng)測定主河槽水流速度及其流向橋下凈寬有無改變橋墩臺處局部沖刷與設(shè)計有關(guān)數(shù)據(jù)相比是否增大51-論文-網(wǎng)-歡迎您
(3)兩岸橋頭填土石砌錐坡有無沖刷、滑移和損壞51-論文-網(wǎng)-歡迎您
2、量測壘橋標(biāo)高和線形
(1)橋標(biāo)高和線形有聯(lián)系關(guān)系但又有區(qū)別前者是指某點高程值后者則是橋梁相關(guān)點連線一座設(shè)計施工質(zhì)量良好橋梁其標(biāo)高和線形均應(yīng)達到設(shè)計期望值51-論文-網(wǎng)-歡迎您
(2)量測主要部位和項目有：墩臺支承墊石(即支座墊板)頂面、承臺頂面和梁底處標(biāo)高；墩臺身在橋縱、橫向有無偏移傾斜①對斜拉橋和懸索橋還應(yīng)量測其主塔身在橋縱、橫向有無偏移傾斜塔頂變位②對懸索橋還應(yīng)量測主纜線形；③對拱橋還應(yīng)量測拱肋軸線線形51-論文-網(wǎng)-歡迎您
3、圬工粱拱檢查量測
(1)檢查圬工有無風(fēng)化、剝落、破損及裂逢注意變截面處、加固修復(fù)處及防水層情況對圬工剝落、裂縫處應(yīng)注意鋼筋銹蝕情況51-論文-網(wǎng)-歡迎您
鋼筋混凝土梁應(yīng)重點檢查寬度超過0.2 m m豎向裂縫并注意檢查有無斜向裂縫及順方向縱向裂縫預(yù)應(yīng)力鋼筋混梁要觀測梁上拱度變化并注意檢查有無不允許出現(xiàn)垂直于主筋豎向裂縫51-論文-網(wǎng)-歡迎您
(2)拱橋應(yīng)量測實際拱軸線和拱圈(或拱肋)尺寸并檢查它們有無橫向(垂直于路線方向)裂縫發(fā)生51-論
4、鋼結(jié)構(gòu)檢查量測
(1)檢查鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件油漆涂層完好程度有無起皮、剝落、銹斑等是容易積水積塵或不通風(fēng)部位有無銹蝕銹蝕嚴重應(yīng)量測鋼板或構(gòu)件實際剩余厚度以便考慮斷面削弱影響51-論文-網(wǎng)-歡迎您
(2)檢查構(gòu)件有無裂紋、穿孔、硬傷、硬彎、歪扭、爆皮及材料夾層等要注意以下部位有無疲勞裂紋發(fā)生：承受拉力或反復(fù)應(yīng)力桿件與節(jié)點板連接處或桿(構(gòu))件接頭處；由于損傷造成桿(構(gòu))件斷面削弱及應(yīng)力集中處；縱梁與橫粱連接角鋼；無蓋板縱梁上翼緣角鋼；主梁間縱向聯(lián)結(jié)系連接處；單剪鉚釘處焊縫端部及其附近基材；U形肋與橫隔板連接處焊縫等51-論文-網(wǎng)-歡迎您
(3)檢查鋼箱梁工地拼接大環(huán)形焊縫(即同一截面頂板一腹板一底板一腹板周圈焊縫)和U形肋嵌補段焊縫有無異常51-論文-網(wǎng)-歡迎您
(4)檢查桿件平直度當(dāng)城市桿彎曲矢大于桿件由長度1‰、拉桿彎曲矢度大于桿件自由長度1／500時均應(yīng)注意彎曲影響51-論文-網(wǎng)-歡迎您
(5)檢查鉚釘頭有無銹蝕鉚釘有無松動檢查高強度螺栓是否完好有無松動和延遲斷裂等情況；有無因銹蝕或其它原因降低磨擦力現(xiàn)象；并應(yīng)嚴密注意節(jié)點滑移拱度變化51-論文-網(wǎng)-歡迎您
5、磚石砌體檢查量測
磚石砌體不同于鋼筋混凝土特點是抗拉強度更小結(jié)構(gòu)脆性大開裂荷載比較接近或幾乎等于破壞荷載因此當(dāng)磚石砌體出現(xiàn)由于荷載引起裂縫時往往是砌體破壞特征或前兆51-論文-網(wǎng)-歡迎您
6、墩臺及基礎(chǔ)檢查量測
(1)墩臺缺陷主要表現(xiàn)是：裂縫、剝落、空洞、鋼筋外露及銹蝕、老化、變形位移等51-論文-網(wǎng)
(2)檢查時應(yīng)對裂縫及破損具體位置、寬度、長度、深度進行量測和描述繪制成圖51-論文-網(wǎng)-歡迎您
7、地基檢驗
當(dāng)墩臺有沉降、傾斜、位移時一定要對地基進行探測和商討51-論文對已成橋地其檢測是比較困難和麻煩可用觸探和鉆孔取樣方法也可用荷載板試驗但很難在原位進行常常只能是接近基礎(chǔ)原位對巖地基可在基巖露頭地點進行檢驗5
8.檢測內(nèi)容
8．1 橋面系
橋面系包括橋面鋪裝、人行道、欄桿、排水設(shè)施及伸縮縫等。主要從以下幾個方面進行檢查：
(1)橋面鋪裝有無裂縫、剝落、洼地積水、坑穴、波浪和鼓包；
(2)人行道及緣石有無剝落、破損；
(3)欄桿系有無撞擊損壞、松動、開裂、下?lián)?、上拱、歪斜及?gòu)件混凝土開裂；
(4)橋面排水設(shè)施有無破損、堵塞和漏水；
(5)伸縮縫有無破損，其功能是否正常。
8．2 上部結(jié)構(gòu)
(1) 現(xiàn)澆砼梁體混凝土強度；
(2) 現(xiàn)澆砼梁體混凝土碳化深度；
(3)梁體裂縫狀況及分布規(guī)律等。
8．3 下部結(jié)構(gòu)
(1)墩臺裂縫狀況及分布規(guī)律；
(2)框架橋墩的風(fēng)化、剝落、開裂、錯位、下沉及水平位移或轉(zhuǎn)動等情況。
8．4 支座
(1)支座功能是否完好；
(2)組件是否完整、清潔；
(3)底座、梁底、輥軸混凝土是否碎裂；
(4)座板、齒板有無脫焊；
(5)有無斷裂、錯位和脫空現(xiàn)象；
(6)橡膠支座的是否老化、變形、失效。
9.混凝土檢查評估方法
9．1 混凝土強度檢測
利用回彈儀進行，測區(qū)的選定采用抽檢的辦法，測區(qū)主要選擇在構(gòu)件受力最不利的部位，測區(qū)面積在0．2m×0．2m以內(nèi)，測點在其中均勻分布。按照《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術(shù)規(guī)范》(JG／T23—2001)規(guī)定，在每一個檢測區(qū)域取16個回彈值。
9．2 混凝土碳化深度的測量
在回彈值測定的測區(qū)或附近，先用沖擊鉆鉆一個直徑為16mm，深度為15ram的孔，清除干凈后，利用濃度為1的酚酞酒精溶液滴在鑿除部位的邊緣。稍停片刻后，利用游標(biāo)卡尺或鋼板尺測量已碳化和未碳化混凝土交界面到混凝土表面的距離3～4次，每次讀數(shù)精確到1mm。
9．3 裂縫檢測
采用刻度放大鏡對裂縫寬度進行觀察測量。
9．4 現(xiàn)澆砼混凝土抗壓強度檢測
采用回彈值碳化修正法測定混凝土強度。碳化回彈綜合測定混凝土強度是指采用回彈儀，在結(jié)構(gòu)混凝土同一測區(qū)分別測定回彈值和碳化深度值，然后利用碳化深度對回彈值進行修正，從而推算測區(qū)混凝土強度的一種方法。該方法具有以下特點：減少齡期和含水率的影響，彌補各參數(shù)相互不足，提高測量精度。本橋采用抽樣檢驗方法，抽取具有代表性的構(gòu)件進行檢測，作為該橋梁砼強度的參考值。每個測區(qū)分別測量碳化深度值和回彈值。
10.橋梁承載力評定方法
目前對于橋梁承載力的評定 可分為4類：基于病害調(diào)查的經(jīng)驗評定方法，分析計算法，綜合分析法，荷載試驗法。
10．1 基于病害調(diào)查的經(jīng)驗評定方法
此方法的主要依據(jù)是《公路養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》(JTJ 073—96)。在橋梁檢查的基礎(chǔ)上，通過對橋梁的技術(shù)狀況及缺陷和損傷的性質(zhì)、部位、嚴重程度和發(fā)展趨勢的調(diào)查，弄清出現(xiàn)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(zhì)量和使用承載能力的影響，并為橋梁維修和加固設(shè)計提供可靠的技術(shù)數(shù)據(jù)和依據(jù)。這種方法要求現(xiàn)場檢查人員必須具有豐富的工程經(jīng)驗和專業(yè)知識。
10．2 分析計算法
這一方法主要根據(jù)實測的材料性能、結(jié)構(gòu)幾何尺寸、支撐條件、外觀缺陷及通行荷載，按照橋梁結(jié)構(gòu)的計算理論來評定承載力，是一種定量了解舊橋承載力的方法，國內(nèi)外學(xué)者作了大量研究工作，許多國家都趨向于以“鑒定系數(shù)”來評價承載力。
隨著計算機技術(shù)特別是鋼筋混凝土有限元理論的發(fā)展，有限元計算法引起了各國學(xué)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，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(diào)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。
10．3 綜合分析法
此方法是在橋梁檢查的基礎(chǔ)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(jié)構(gòu)混凝土中鋼筋銹蝕狀況，進行折減后的結(jié)構(gòu)承載力驗算，綜合分析計算結(jié)果和結(jié)構(gòu)裂縫等外觀條件，評定結(jié)構(gòu)材料狀況。
10．4 荷載試驗法
如前所述的基于病害調(diào)查的經(jīng)驗評定法和綜合分析法對于橋梁承載力的初步評定是有效的，特別是對于全線橋梁的總體評價、劃分橋梁類型、確定維修加固的輕重緩急是經(jīng)濟有效的方法。然而，對于重要的大型橋梁，需進一步進行荷載試驗來
定實際的承載能力。荷載試驗方法是在橋梁結(jié)構(gòu)鑒定中應(yīng)用歷史最長的方法。主要優(yōu)點是直觀，較可靠，故多用于新結(jié)構(gòu)的研究和橋梁質(zhì)量的評定。在舊橋的評定中，又多用于橋梁實際工作狀態(tài)不明確情況下的評定和研究工作，以彌補根據(jù)外觀調(diào)查評定和綜合分析評定方法的不足。但是，一般進行荷載試驗要封閉路線，花費的資金較多，耗費時間長，只能對重要的大型橋梁進行荷載試驗。這種荷載試驗是非破壞性的，根據(jù)試驗荷載的作用性質(zhì)，通常分為靜載試驗和動載試驗，前者反映橋梁在靜載作用下的結(jié)構(gòu)工作性能，后者反映橋梁結(jié)構(gòu)的動力性能靜載試驗，通常采用車輛加載方式，測定梁的應(yīng)變、撓度和裂縫，根據(jù)試驗結(jié)果與理論計算值的對比分析，來判斷橋梁的實際承載能力。
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二橋梁檢測定位方法
結(jié)構(gòu)理論模型進行調(diào)整或修正使得修正后模態(tài)參數(shù)與實驗相一致這一過程即有限元模型修正51-論文-網(wǎng)-
模型修正法在橋梁監(jiān)測中主要用于把實驗結(jié)構(gòu)振動反應(yīng)記錄與原先模型計算結(jié)果進行綜合比較利用直接或間接測知模態(tài)參數(shù)加速度時程記錄頻響函數(shù)等通過條件優(yōu)化約束不斷地修正模型中剛度和質(zhì)量信息從而得到結(jié)構(gòu)變化信息實現(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷判別與定位其主要方法有：
(1)矩陣型法是發(fā)展最早最成熟修正計算模型整個矩陣一類方法它具有精度高、執(zhí)行容易特點主要缺點是所修正模型物理意義不明確喪失了原有限元模型帶狀特點這代表應(yīng)屬Berman／Baruch最優(yōu)法51-論您
(2)子矩陣修正法通過對待修正字矩陣或單元矩陣定義修正系數(shù)通過對字矩陣修正系數(shù)調(diào)整來修正結(jié)構(gòu)剛度該方法最大優(yōu)點是修正后剛度矩陣仍保持者原矩陣對稱稀疏性51-論文-網(wǎng)-歡迎您
(3)靈敏度法修正結(jié)構(gòu)參數(shù)通過修正結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)彈性模量E截面面積A等來對有限元模型進行修正
2指紋分析方法尋找與結(jié)構(gòu)動力特性有關(guān)動力指紋通過這些指紋變化來判斷結(jié)構(gòu)真實狀況51-論您
在線監(jiān)測中頻率是最易獲得模態(tài)參數(shù)而且精度很高因此通過監(jiān)測頻率變化來識別結(jié)構(gòu)破損是否發(fā)生是最為簡單此外振型也可用于結(jié)構(gòu)破損振型測試精度低于頻率但振型包含更多破損信息利用振型判斷結(jié)構(gòu)破損是否發(fā)生途徑很多；MACCOMAeCMSDI和柔度矩陣法51-論文-網(wǎng)-歡迎您
但大量模型和實際結(jié)構(gòu)實驗表明結(jié)構(gòu)損傷導(dǎo)致固有頻率變化很小而振型形式變化明顯一般損傷使結(jié)構(gòu)自振頻率變化都在5％以內(nèi)一般認為自振頻率直接用來作為橋梁監(jiān)測指紋而振型雖然對局部剛度比較敏感但精確測量比較困難MACCOMACCMS等依賴于振型動力指紋都遇到同樣問題對橋缺損狀態(tài)評價缺乏統(tǒng)一有效指標(biāo)有人以模糊理論結(jié)構(gòu)可靠度理論等為理論框架建立了各種橋梁使用性能評估專家系統(tǒng)但必須首先建立各種規(guī)范和專家數(shù)據(jù)庫
結(jié)束語
橋梁檢測工作技術(shù)復(fù)雜、操作難度大、科技含量高，而且是高空和危險作業(yè)，擔(dān)負任務(wù)的工程技術(shù)人員責(zé)任重大。只有把實踐和理論充分結(jié)合起來，工程技術(shù)人員才能對橋梁作出正確的檢測和評估，設(shè)計出切實可行的加固方法，從而增強橋梁的使用能力，延長橋梁的使用壽命。
3.檢測依據(jù)
橋梁檢測主要依據(jù)中華人民共和國國家、交通部及建設(shè)部等頒發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進行，有關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)各規(guī)范如下：
(I)《公路養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》(JTJ073—96)；
(2)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTG B01-2003)；
(3)《公路舊橋承載力鑒定方法(試行)》(1998)；
(4)《混凝土結(jié)構(gòu)試驗方法標(biāo)準(zhǔn)~(GB50152-92)；
(5)《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術(shù)規(guī)程》(JTJ／T23- 2001)；
(6)《公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》(JTJ071-98)；
(7)《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》(JTG D60-2004)；
(8)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》(JTG D62-2004)；
(9)《城市橋梁設(shè)計準(zhǔn)則》(CJj1I-93)；
(10)《城市橋梁設(shè)計荷載標(biāo)準(zhǔn)》(CJJ77—98)JTJ073。
