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中小型橋梁檢(jiǎn)測(cè)中(zhōng)檢(jiǎn)測方法與設備選配綜述(shù)
更(gèng)新時間:2021-04-10 17:51
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隨著(zhe)我國交通事業的(de)飛速發(fā)展,公路水平已能達到四通八達.公路建設中的(de)橋梁、隧道(dào)等必不可少.其中橋(qiáo)梁作為一種高(gāo)聳、跨越江河(hé)深溝、翻(fān)越(yuè)高山峽穀的特殊建築結構,在公路建設中發揮(huī)著重要作用.
我國的橋梁(liáng)數以萬計,大部分已建成並服役多年,除正常(cháng)的(de)汽車、人群荷載,還受到風荷載、雨水侵蝕、溫濕變(biàn)異、嚴重超載、自然地質災害(hài)等影響,橋梁結構不同程度受到損傷.再加之舊的規(guī)範設計要求,設計荷載標準低(dī)、承受力有限,養護力度跟不上,已造成遠遠不能滿足現代交通運輸事業發展需求的(de)現狀.相當多的橋(qiáo)梁正(zhèng)在逐步成為危橋,路網障礙越發顯著(zhe),橋梁安全不容樂觀,一旦發生垮塌等(děng)安全事故,將造成難以估量(liàng)的財產(chǎn)、生命損失,甚至產生(shēng)政治後果.
然而(ér)這麽多橋梁中,中小型橋梁占橋梁總數的90%以上,隨著社會主(zhǔ)義新農村建設的加快,中小型橋梁所占的比重還在(zài)不斷增(zēng)大.以有“橋(qiáo)梁博物館”美譽之稱的攀枝花(huā)市為例,2012年統計數據顯示:橋梁共547座,其中特大橋8座,大(dà)橋(qiáo)45座,中(zhōng)橋120座,小橋374座(zuò).關注中(zhōng)小型橋(qiáo)梁安全問題同樣刻不容緩.
1橋梁(liáng)檢測(cè)現(xiàn)狀
橋梁檢測是一項新興技術(shù),涉及知(zhī)識麵廣泛(fàn),集交通、力學、結構、電子、材料、計算機等多學科的綜合體現.歐美強國對橋梁的長(zhǎng)期健康監測,運用GPS、光電成像等先進技(jì)術,但在橋梁振(zhèn)動/模態參量檢測中,超低頻監測、模態參量獲取尚存難(nán)題.將多個孤立的橋梁健康遠程監(jiān)測係統聯網成一個集群檢測係統,更是(shì)空白.
中國幅員遼闊(kuò),對所有(yǒu)橋梁的(de)局部或整體服役狀態(tài)進行(háng)健(jiàn)康監測,實現全自動的數據采集與遠程傳輸技術,智能化(huà)、可視化的數據分(fèn)析處理與安全(quán)評估係(xì)統,形(xíng)成橋梁的健康監測與(yǔ)預警,需突破的難點較多,現如今的橋梁檢測水平還未能實現(xiàn)這一要求.更何(hé)況眾多的中(zhōng)小型橋梁地處偏遠山區,地質結構環境條件複雜.所以對孤立橋(qiáo)梁的一次性傳統、現場、人工、事後(hòu)、靜態測試的模式還不能摒(bìng)棄,反之(zhī)如何結合檢測方法和設備的不斷更新,針對(duì)橋梁特點(diǎn)選配適宜的檢測方法和設備,實現橋梁快捷、全麵(miàn)、準確的檢測和數據分析是非常具有實際意義的.
2橋梁檢測技術
橋梁檢測技術包括橋梁檢查和荷載試驗評定技術.其中橋梁檢(jiǎn)查是橋梁養護、維修和加固的前期工作,是決定維修與加固方案可行和(hé)正(zhèng)確與否的可(kě)靠基礎,目的在於通過對橋(qiáo)梁的技術(shù)狀況、缺陷和損傷進行全麵、細致、深(shēn)入地現(xiàn)場檢查,查明缺陷或潛(qián)在缺陷和損傷的(de)性質、所在部位、嚴重程度和發展趨勢,弄清產生缺陷、發生損傷的原因,以便能分析、評價缺陷(xiàn)和損傷對橋梁質量(liàng)及承載(zǎi)力產生的影響(xiǎng).荷載試驗評定技術是對橋梁的整個結構特性及承載能力進行綜合評價的一項檢測.
具體對橋梁(liáng)的混凝土強度、內部缺陷等的現場檢測主要(yào)通過三種檢測方法:第一種(zhǒng)為半破損法,是以在不(bú)影(yǐng)響(xiǎng)結構物承載(zǎi)力(lì)的前提下(xià),在結構上直接進行局(jú)部破壞試驗.或直接取樣試(shì)驗所得(dé)的值,經一(yī)定換算即為檢測(cè)結(jié)果.鑽芯法、拔(bá)出法、拔(bá)脫法、板析法、射擊法(fǎ)均屬於半破損法,目前鑽芯法和拔(bá)出法使用較多;第二種為非破損(sǔn)法,以(yǐ)某些物理量與混(hún)凝土標準強(qiáng)度之(zhī)間的相關性為基本依據,在(zài)不破損結構的(de)前提下,測出(chū)混凝(níng)土的某些物理(lǐ)量特性,並(bìng)按相關關係推出混(hún)凝土的(de)強度作(zuò)為檢測結果.表麵(miàn)壓(yā)痕法(fǎ)、回彈(dàn)法、超聲(shēng)脈衝法、回彈-超聲綜合法、振(zhèn)動法、射線法均屬於非破損法(fǎ),目前回彈法和回彈-超聲綜合法廣泛用(yòng)於工程檢測;第三種為(wéi)半破損法與非破損法的綜合使用,兩者的合理綜合,可(kě)提(tí)高檢測效率與精度.
2.2荷載試驗
荷載試(shì)驗是對橋梁的結構進行(háng)直(zhí)接測試的一項科學試實驗工作,其主要任務是通(tōng)過有計劃地(dì)對結構物加載後的性能進(jìn)行觀測和對測量參數(位移(yí)、應力、振幅、頻率等)進行分析,以便(biàn)了解橋梁實際工作狀態,對結構物的工作(zuò)性能作出評價以及對橋梁(liáng)結構的承載能力和使用條件作出正確(què)估計.開展荷載試驗不(bú)論是(shì)價(jià)格便宜簡單量具還是一(yī)套調試自動化的快速(sù)量測係統(tǒng),盡管在外形、內部結構(gòu)、量測原理及量測精度等方麵有(yǒu)很大的(de)差別,但作為量測設備,都必須具備三個基本組成部分:感受部分(傳感器等)、放(fàng)大部(bù)分(機械動作、電子放大線路、光學放(fàng)大等)、顯示記錄部分(指針、數碼顯示、屏幕等).
荷載試驗包括靜力荷(hé)載試驗和動力荷載試驗.靜載是將靜止的荷載作用在橋梁上的指定位置,測試結構的靜應變、靜位移(yí)以及其他試驗項目.動載是以承受車輛(liàng)荷載為主,對橋(qiáo)梁的產生(shēng)衝擊(jī)和振動影響,通過試驗確(què)定(dìng)橋梁在車載下的動力效應(yīng)及使用條件.
荷載試驗根據試驗持續時間,分長期觀測和短期觀測.所以一般對特(tè)大型橋梁、新型結構實行長期觀測,對(duì)大型橋梁實行(háng)定期觀測.再加之荷載(zǎi)試驗在後期的數據分析與處理上也是一項複雜工作,所以在中小型橋梁上應用較少. 3檢測設備
橋梁檢測主要針對混凝土強度、撓度等常見病害.不同病害可選用儀器也較多,同一種儀器(qì)亦可檢測多個項目.
混凝(níng)土強度檢測可用回(huí)彈法,設備主要使用回彈儀,其體積小,結構簡單,成本不高,養護方便;也用超聲法檢測,設備主要(yào)使用(yòng)超聲(shēng)波檢(jiǎn)測儀(yí),其讀數直觀並能存儲數據,測量方便、速(sù)度快,但成本高、保養不便,嚴禁機械碰撞. 橋梁撓度(dù)的檢測常用百分表,水準儀,全站儀,傾角儀,光電式撓(náo)度(dù)檢測儀等.百分表操作簡單,可多點檢測,結果可靠(kào),但跨越高山深穀的橋(qiáo)梁不易搭設(shè)支 架;全站儀采用(yòng)三點高程測量,操作簡單,對地形沒有要求,受外界影響小.橋梁應變(biàn)的檢(jiǎn)測(cè)常用機械儀表有(yǒu):簡易千分表應變儀,手持式應變儀,張線式位移量測裝(zhuāng)置,機械(xiè)式轉角量測(cè)裝置等.應變檢測還常用應變電(diàn)測技術,選用應變儀或應變片,其靈敏度高、測速快、結果可靠,但貼片工(gōng)作量大、電路複雜,易受野外幹擾(rǎo)、不能重複利用.橋梁荷載試(shì)驗中采用(yòng)光測法常用的儀器是非接(jiē)觸式視頻測量儀.橋梁裂縫檢測,傳統常用裂(liè)縫對比卡、讀數顯微鏡;快速檢測選(xuǎn)用測量儀器為裂縫(féng)觀(guān)測儀(yí);超聲波無損(sǔn)檢測也適用裂縫檢測,如選(xuǎn)用塞尺配智能型裂縫(féng)深度檢測儀.
4檢測方法(fǎ)與設備組配(pèi)
檢測方法多樣,檢測設備多樣還不斷更新.就結構混凝土強度的現場檢測,可通(tōng)過回彈法檢測、超聲脈衝法(fǎ)檢測、綜合檢測、半破損檢測來實現.采用(yòng)哪種檢測方法,選用哪些檢測設(shè)備需充分結合(hé)橋梁的(de)實現(xiàn)情況(kuàng)來進行.需充分結合檢測技(jì)術的發展,橋梁的實際檢測環境,檢測項目的需求(qiú)來確定方案.
對已檢測橋梁檢測方法和設備總結、分析情況,組配以下方案:
方案一:橋梁撓度檢測采用機電百分表(biǎo),應力應變(biàn)檢測采用應變片配數據采集儀(如(rú)TDS-602),混凝土強度檢測采用回彈儀,混凝土裂縫寬度(dù)檢測(cè)采用裂縫寬度檢測(cè)儀,裂縫深度檢測采用塞尺.該(gāi)方案經濟適用、除(chú)應(yīng)變片外均可重複(fù)使用,環境適應性(xìng)可靠,測量精(jīng)度在±0.05%、測速快、測量效率高,適用橋型多;缺點在於貼應變片工作量大,電路複雜,與儀器連接、拆卸費時(shí)耗力.
方案二:橋梁撓(náo)度檢測(cè)采用全站儀(徠卡),應力應變檢測仍采用(yòng)應變片配數據采集儀(如TDS-602),混凝土強度檢(jiǎn)測采用回彈(dàn)儀,混凝土裂縫寬度檢測采用裂縫寬度檢測儀,裂縫深度檢測采用塞(sāi)尺.該方案撓度測(cè)量(liàng)不受限製,不需要在各測點接線安裝儀表,環境適(shì)應性(xìng)強,可夜間操作.相比方案一,可多(duō)測測點.缺點對溫差變化(huà)有要求. 方案三:橋梁撓度檢測采用(yòng)水準儀(國產精密水準儀),應(yīng)力(lì)應變檢測采用應變片配數據采集儀(如TDS-602),混凝土強度檢測采(cǎi)用回彈儀(yí),混凝土(tǔ)裂縫寬度檢測采用裂(liè)縫寬度檢測儀,裂縫深度檢測采用塞尺.該方案適應性較強(qiáng),缺點在數據誤差會疊加.
方(fāng)案四:橋梁撓度檢測采用撓度檢測儀(光電(diàn)圖像式),應力應變檢(jiǎn)測采用非接觸式視頻測量儀,混凝土強度檢測采用超聲波檢(jiǎn)測儀,混凝土裂縫寬度檢測采(cǎi)用裂縫寬度檢測儀,裂縫深度檢測采用(yòng)智能型深度檢測儀.該(gāi)方案技術含量高,檢測快、準,均(jun1)優於前三方案.缺點在於造價成(chéng)本高,成套儀器運送、報管要求避免碰撞.
5結束語
總的來說(shuō)組配方案是根據調查資料,分析已檢測橋梁檢測資料,針對中小型橋梁加載方法,混(hún)凝土強度、撓度、應(yīng)力(lì)應變及裂縫等的檢測方法與設備進行研究分析,結合不同檢測環境和橋型提出的.
組配方案是為了快速實現橋梁檢測,從而了解橋(qiáo)梁(liáng)實際的抗力狀態,損傷狀況、實際承(chéng)載力、通行能力和剩餘壽命等,具有重大的經濟價值和社會意(yì)義.
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