橋梁在(zài)長期使用過(guò)程中(zhōng)不可避免會發生各種各樣的(de)結構損傷。損(sǔn)傷的原(yuán)因可能是人為因素,也可能是自然災害。隨著我國交通建設的迅速發展,交通運(yùn)輸量大幅增加,行車密度及車輛荷載越來越大也(yě)會因為(wéi)超載而造成橋梁結構損傷,繼而損傷加劇自(zì)然老化,這些因(yīn)素勢(shì)必會導致橋梁承(chéng)載力(lì)和(hé)耐久性的降低甚(shèn)至影響到運營的安全,從而引(yǐn)起一係列的問題,需要增加相應的維修、改造和加固來解(jiě)決,這些工(gōng)作必須建立在對橋梁結構(gòu)詳細和(hé)係統橋梁檢測的基礎上才能進(jìn)行。
一,雷達與紅外熱像儀檢測技術
使用(yòng)雷達(dá)、紅外熱象儀、激光光學、超聲波和其(qí)它(tā)一些心得技術手(shǒu)段可在僅僅一天之內就能準確地測量成百上千(qiān)公裏路麵或幾十座橋的橋麵。”雷達”的工作原理是(shì)發射短促的電磁(cí)脈(mò)衝,然後由這些電磁脈衝(chōng)形(xíng)成的電磁波可被混凝土各種異質界麵反射回來而產生回波。雷(léi)達回波的交替變換之波形和混(hún)凝土發生病害及出現層裂後狀況有密切的對應關係(但解釋判讀困難)。”紅外熱像儀是利(lì)用一台(tái)紅外攝像(xiàng)機來產生一副橋麵溫度圖(tú)。這種溫度圖揭示了在陽光照射下混凝土裂層之上哪個的 橋麵“熱(rè)點”。這種溫度較高的“熱點”是由於薄的充滿空氣的裂層就象絕熱(rè)體一樣使得其上的混凝土(tǔ)的溫(wēn)度上升得更快些而形成的。將雷達檢測混凝土的凍融崩裂和高含水量(liàng)以(yǐ)及紅外熱象儀在幹燥情況下檢(jiǎn)測混凝土層裂這兩種方法結合起來就可以創(chuàng)造一(yī)種有效地檢測大多數病害(hài)類型(xíng)的檢(jiǎn)測方法。
二,光纖傳(chuán)感(gǎn)器監測技術
一般用於結構監(jiān)測的傳統(tǒng)傳(chuán)感(gǎn)器,其測量能力隻局限於逐點檢測,當臨界斷麵檢測(cè)得(dé)不準(zhǔn)確時,其(qí)結果就(jiù)會很不理想。當需要對大型(xíng)結構如橋梁的狀況(kuàng)進行評估時(shí),傳感(gǎn)器具有的大麵積檢測(cè)的(de)能力就顯得最為重要。任何監測係統都必須具備(bèi)在較長時期內提供可靠、精確和長期的檢測結果(guǒ),這樣才能保證結構處於高度(dù)的安全狀態。安裝了這種監測係統(tǒng)後,任(rèn)何結構存在的問題都可以較早(zǎo)地(dì)被發現,以便采取必要的修(xiū)複措施,從而保證結構(gòu)使用的連續安(ān)全性,使結構的性能得到最佳管理,並減少使用(yòng)費用。
三,無線電檢測與評估係統
無線電網絡技術可以定量的確定(dìng) 有(yǒu)疲(pí)勞傾向部位的疲勞荷載方式,但是它不能確定(dìng)疲勞裂縫是否在(zài)此荷載作用下的(de)生(shēng)長。就象反複彎曲一根金屬絲可以讓它斷開一樣,反複的周期(qī)性的疲勞荷載可以導致鋼橋結構(構件)出(chū)現(xiàn)裂縫。這些裂縫不會連續 生長”,而是(shì)以很細微的程度在擴大。裂縫的擴大在(zài)(結構)構件(jiàn)表麵(層)會伴隨著能量的釋放(fàng),產生(shēng)出應力波。利用專門根據上述原理改造的感測(cè)器,就可以發現應力(lì)波。這種感應器貼在橋上(shàng)並且與橋梁一起承受應變。它由一個(gè)特殊的應變增幅裝置(zhì)和(hé)兩個(gè)預先裂開的樣片合成一個整體去測量裂縫(féng)長度。樣片由兩個開裂增長長度不同的材料組成。這些(xiē)人造(zào)疲勞裂縫”隨橋上因隨機振幅而改變的應變而產(chǎn)生變化(反應)。通(tōng)過一個特殊的雷達(dá)測量兩個樣片的裂(liè)縫長度,可以得到預先確(què)定的應力範圍內的有效周期值。這個(gè)感應(yīng)器就像一個疲勞程(chéng)度的裏程(chéng)表。
四,感應檢測技術
公(gōng)路橋梁(liáng)的感應(yīng)檢測技術的應(yīng)用是廣泛的。傳(chuán)感(gǎn)器由一個扁平的鋁板粘到混凝土上並且相距鋁板有很短一 段距離設置了一個小(xiǎo)的(de)印刷電路板線圈。線圈和鋁板形成感應的震蕩器部分。振蕩器的頻率隨鋁板與線圈之間距離(lí)的改變而改變,百分之一英寸的距離都可以(yǐ)檢測出來。感(gǎn)應器是溫度補償型的。對翼牆的監測已經進行兩年多了,十分有效。當預應力混凝土梁中的高(gāo)強度鋼筋由於腐蝕斷裂時,會釋放出突然且巨大的能量,其產生(shēng)的應力波會(huì)在(zài)建築物中向外傳(chuán)播(bō)。因(yīn)此,根據這一原理利用(yòng)象加速計一類(lèi)的感應器是可以探測到鋼筋的斷裂狀況。通過分析信號到(dào)達的次數,可以確定出斷裂發生狀(zhuàng)況。而且可以確(què)定斷(duàn)裂發生的位置。這種方(fāng)法很象利用地震儀的網絡係(xì)統確定地震發(fā)生的位置和地震的強度。
探(tàn)測到鋼筋的斷裂狀況,無疑是非常有用的(de)。而在破壞發(fā)生(shēng)前探測出 並確定鏽蝕程度技術(shù)更有(yǒu)用。這種感應器(qì)可以澆築在混凝土中,在混凝土中測量鋼筋鏽(xiù)蝕的比率(lǜ)、混凝土的導電率、氯離子濃度等。這種感應器很小並最終由無線電頻率來加強。係統可以根據(jù)需要來定做電路,使其小型化。可以按需要將幾百或幾千個這樣的(de)感應器埋置在橋內,在(大規模(mó))大的損害發生(shēng)前提(tí)供鏽蝕的定量性信息。
五,其他新技術(shù)
在世界上許多地方(fāng),對整座橋梁狀況的監測技術已經發展到在大型結構物上安裝係列大規模的監(jiān)測係統。此外,對橋梁結構(gòu)的承載(zǎi)能力的非侵入式”檢測也是橋梁工程的迫切需要。另一項新技術是(shì)智能橋梁支撐”,通過它(tā)人們可以(yǐ)收(shōu)集到許多必(bì)不可少的橋梁工作(zuò)信息,我們知道某個支座失效和由此導致的(de)結構中的巨(jù)大應力變化,是橋梁毀壞的一個很普遍的(de)因素。智(zhì)能支座能通過支座上的活載和恒載的分布發現並判斷出橋梁結構體係的工作抓狀(zhuàng)況。
六,結語
隨著道(dào)路交通建設的發展,以及橋梁使用年齡的增長,結構老化的數量 越來越多(duō)。舊橋(qiáo)梁結構的維修和改(gǎi)造都 需要事先對結構狀況進(jìn)行(háng)監測、檢(jiǎn)測與評價雖然目前已有不少可以(yǐ)應用的(de)檢測評價方(fāng)法,但有(yǒu)些技術仍需要進一步完善才能達到普遍應用(yòng)的(de)階段。特別是為隨時(shí)了解橋梁結構(gòu)的工作狀態確保其長期使(shǐ)用性能(néng),必須使用永久(jiǔ)的監測設備。因此,橋梁結構(gòu)的長期檢(jiǎn)測與診斷技術目前變得越來越重要了。橋梁檢測工作者(zhě)們還需要繼續努(nǔ)力,研究與開發出更加實用方便的橋梁檢測(cè)技術與監測設備。
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