綜述公路橋梁檢測技術(shù)
2016-12-05
隨著我國公路橋梁事業(yè)的發(fā)展, 有的橋梁已經(jīng)逐漸進(jìn)入養(yǎng)護(hù)維修階段。為了適應(yīng)公路運(yùn)輸載重量不斷發(fā)展的要求, 保證橋梁工程質(zhì)量, 使之能繼續(xù)安全地為公路運(yùn)輸服務(wù), 必須對(duì)橋梁工程的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行檢測, 對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行鑒定。新材料, 新工藝, 新結(jié)構(gòu)形式的采用越來越多, 為了積累這方面的工程經(jīng)驗(yàn), 我們有必要進(jìn)行一些檢測工作, 同時(shí)對(duì)那些因?yàn)橼s工期, 采用劣質(zhì)材料, 施工方法不當(dāng)?shù)仍蚨霈F(xiàn)病害的橋梁需要做鑒定以確保安全運(yùn)營。
一、 路橋檢測的科學(xué)意義
路橋建設(shè)過程中，工程材料的自然缺陷、工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、建造和施工的失誤難以避免，當(dāng)路橋建成之后，如何對(duì)路橋的實(shí)際品質(zhì)進(jìn)行鑒定是業(yè)主最關(guān)心的問題。船舶和汽車等批量生產(chǎn)的機(jī)械設(shè)備，可以通過破壞性原型試驗(yàn)來檢驗(yàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)的滿足程度。路橋等建筑結(jié)構(gòu)屬于單件生產(chǎn)，不可能進(jìn)行破壞性原型試驗(yàn)，因此，非破壞性檢驗(yàn)技術(shù)受到了特別的關(guān)注。巡回目檢簡單方便，但缺陷也是顯而易見的。不僅目檢結(jié)果因人而異，而且無法對(duì)路橋的整體品質(zhì)作出定量判斷。由于對(duì)路橋質(zhì)量目前尚缺乏嚴(yán)格系統(tǒng)的量化檢驗(yàn)方法，結(jié)果使一些劣質(zhì)工程得不到及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理。輕則增加了日后的路橋維修保養(yǎng)成本，使國家和地方財(cái)政負(fù)擔(dān)加重；重則很快便發(fā)生橋毀人亡的慘劇。因此，研究路橋結(jié)構(gòu)的檢測方法和技術(shù)不僅具有重要的理論價(jià)值，而且具有廣闊的應(yīng)用前景。
二、公路橋梁在使用過程中存在的問題
(1)缺乏科學(xué)的設(shè)計(jì),工程規(guī)劃不明確。(2)橋梁施工質(zhì)量比較差,沒有達(dá)到工程設(shè)計(jì)的要求。(3)在公路橋梁實(shí)際運(yùn)營一段時(shí)間以后，出現(xiàn)了比較嚴(yán)重的病害,在很大程度上影響了橋梁的承載能。(4)工程建設(shè)時(shí)橋梁施工質(zhì)量比較好，實(shí)際運(yùn)營情況也良好，但是一段時(shí)間后不能滿足承載需求。(5)對(duì)于一些特大橋梁的檢測工作存在檢測不到位的現(xiàn)象，而這種類型的橋梁也需要較高的檢測技術(shù)。
三、公路橋梁檢測技術(shù)分析
?。ㄒ唬┠壳皣鴥?nèi)外路橋試驗(yàn)檢測的問題
目前國內(nèi)外學(xué)者在路橋試驗(yàn)檢測的研究中已經(jīng)取得了一些進(jìn)展，如:通過強(qiáng)迫振動(dòng)試驗(yàn)，能夠分析路橋結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)局部變化的影響；在車重、車速、路面及支承對(duì)路橋模態(tài)參數(shù)的影響方面的研究成果，了用環(huán)境振動(dòng)法進(jìn)行路橋自動(dòng)檢測的可行性；對(duì)適用于路橋檢測的結(jié)構(gòu)狀態(tài)敏感參數(shù)積累了理論認(rèn)識(shí)和試驗(yàn)證明經(jīng)驗(yàn)；能夠利用測試的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算模型的修正:開發(fā)了各種基于頻率、振型、振型曲率、應(yīng)變振型等改變量的損傷檢測方法和定位技術(shù)等。
?。ǘ┕窐蛄和庥^病害分析法
1.依據(jù)受力的具體特征來確定調(diào)查重點(diǎn)。通常來說我們可以根據(jù)橋梁的類型來確定調(diào)查的重點(diǎn),檢查要點(diǎn)主要有跨中區(qū)域的裂縫、撓度、剪力縫,橋梁主梁連接部分的安全狀況,橋梁外觀質(zhì)量等。
2.根據(jù)部位進(jìn)行逐一檢查。橋梁整體上可分為上部、下部以及附屬結(jié)構(gòu),其每一個(gè)部位都有各自的受力特征,這些部位發(fā)生的病害也有一些共性,假如出現(xiàn)了非常規(guī)病害,那么檢測人員應(yīng)當(dāng)仔細(xì)研究找出病因,同時(shí)要按照其損壞程度進(jìn)行質(zhì)量評(píng)估,然后進(jìn)行構(gòu)件的更換以維持正常的運(yùn)營。
3.內(nèi)部缺陷檢查。在橋梁混凝土構(gòu)件中,常見的缺陷有主要有碎裂、層離、蜂窩、環(huán)境侵蝕以及鋼筋銹蝕等,這些缺陷如果是僅僅依靠外觀檢查不能輕易發(fā)現(xiàn)的,所以需要借助其它方法進(jìn)行相關(guān)的檢測。當(dāng)前常用的橋梁無損探測方法有聲波檢測法、超聲波探傷法以及雷達(dá)檢測技術(shù)。
4.對(duì)材料特性進(jìn)行調(diào)查。伴隨橋梁結(jié)構(gòu)的多樣化和新工藝的不斷發(fā)展,已經(jīng)有越來越多的材料與設(shè)計(jì)應(yīng)用于橋梁的結(jié)構(gòu)中,但是目前使用最廣泛也是最基本的還是鋼筋和混凝土。其中鋼材的強(qiáng)度通常以設(shè)計(jì)施工的相關(guān)資料為依據(jù),進(jìn)行檢查,如果鋼材質(zhì)量出現(xiàn)問題或者是資料不明確的時(shí)候,檢測人員可以采取必要的措施進(jìn)行必要的材料試驗(yàn)。
5.橋梁鋼筋銹蝕評(píng)價(jià)技術(shù)。由于混凝土的密實(shí)度、含水量、碳化深度以及保護(hù)層厚度不足或開裂等缺損等原因而導(dǎo)致鋼筋銹蝕的,可以通過簡單的外觀檢查、敲擊檢查對(duì)銹蝕程度進(jìn)行檢測。
?。ㄈ﹪獗容^先進(jìn)的橋梁檢測技術(shù)
第一,橋面板檢測系統(tǒng),這個(gè)檢測系統(tǒng)包括雙帶遠(yuǎn)結(jié)外熱成像系統(tǒng)以及地面滲透雷達(dá)系統(tǒng)。第二,橋梁測試與健康監(jiān)測系統(tǒng),該系統(tǒng)包括進(jìn)行全橋檢測的無線電發(fā)送,運(yùn)用分式全球定位系統(tǒng)對(duì)橋梁變形進(jìn)行測量,運(yùn)用用鋼傳感器對(duì)橋梁的超載系數(shù)進(jìn)行檢測等。第三,疲勞裂紋探測和評(píng)估系統(tǒng),該系統(tǒng)包括測橋梁裂紋磁分析儀系統(tǒng)、便攜式聲發(fā)射系統(tǒng)、熱成像儀系統(tǒng)以及電磁聲發(fā)射傳感器等。第四,銹蝕探測與評(píng)估技術(shù),它包括了磁漏探測技術(shù)、埋入式銹蝕微傳感器以及以磁為基礎(chǔ)的測量系統(tǒng)等。
四、結(jié)語
對(duì)公路橋梁進(jìn)行檢測是一項(xiàng)十分復(fù)雜而又十分重要的工作,它不但對(duì)相關(guān)工作人員的實(shí)際現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)有著嚴(yán)格的要求,同時(shí)也需要有科學(xué)的檢測方法和系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)作為指導(dǎo)。我們只有充分地將理論與實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合起來,才能真正做好公路橋梁的檢測工作,從而做出科學(xué)的評(píng)測。
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