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各種橋梁檢(jiǎn)測方法詳解
更新時間:2021-04-10 17:51
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橋梁檢查(chá)及檢測的目的在(zài)於通過對橋梁的技術狀況(kuàng)及缺陷(xiàn)和損傷的性質、部位、嚴重程度及發展趨勢,弄清出現缺陷和損傷的主要原因,以便能分析(xī)評價(jià)既存缺陷和損傷對橋梁質量和使用承載能力的影響,並為橋梁維修和加固設計提供可靠(kào)的技術(shù)數據和依據。因此,橋梁檢查是進行橋梁養護、維修與加固的(de)先導工作,是決定維修與加固方案可行和正確與(yǔ)否(fǒu)的可靠保證。按照檢查的範圍、深度、方式和檢查結果的(de)用途等的不同,橋梁檢查歸納為日常檢查、定期檢查和特殊(shū)檢查。按照 《公路養(yǎng)護技術規範(fàn)》規定,日常檢查和定(dìng)期(qī)檢查由公路管理機構和具(jù)有一定檢查經(jīng)驗並受過專門橋梁檢查(chá)培訓及熟悉(xī)橋梁(liáng)設計、施工等方麵(miàn)知(zhī)識的檢查工程師(shī),按 規定周期,對橋梁主體及附屬結構的技術狀況進行定期跟蹤的全麵(miàn)檢查,提交(jiāo)檢(jiǎn)查成果文件,提(tí)出養護建議,如有特殊檢查需求,則限製(zhì)交通進行特殊檢查。
橋梁外觀檢查方(fāng)法與要點
外觀檢查包括橋梁(liáng)總體性與局部構造幾何尺(chǐ)寸的量測、結構病害(hài)的(de)檢查(chá)與量測等,不同橋型在檢查(chá)方麵各有(yǒu)側重點。一(yī)般(bān)來說,從總體上可將(jiāng)橋梁分為三部分: 
上部結(jié)構,在(zài)梁式橋中主要指主梁;
下部結構,一般包括基礎與承台、拱圈拱頂裂縫、墩的位移、樁以及橋台等; 
 附屬結構一般應著重檢查(chá)橋麵鋪(pù)裝、伸縮縫(féng)、 欄杆等, 其它的還有梁橋部(bù)分檢查端部的斜裂縫與跨中部位(wèi)的裂縫、撓度等檢查要點。對於鋼筋混凝土橋梁類型(xíng),主要(yào)是檢測鋼筋(保護層(céng)厚度、鏽蝕狀況測試)與混凝土 (碳化深度(dù)、強(qiáng)度等級與耐久性有關(guān)的(de)含堿量和氯離子含量);對於材料檢測類型,則主(zhǔ)要是檢查橋梁結構(gòu)材料的無損或微損檢測,這(zhè)也是當前的重點研究領域;結 構資料則主要(yào)是掌握橋(qiáo)梁的原施工工藝、結構設計以及橋(qiáo)梁的結構維修養護曆史等過程,從而根據相關規範作為標準(zhǔn)分析橋梁質量狀況。此(cǐ)外,為了提高檢查效率, 可采購用於橋麵檢測的先進高新技術儀器,如激光雷達,就是用來測量整橋;雙頻帶紅外線自動溫度成像係統(tǒng),可用來檢(jiǎn)測(cè)橋麵;探地雷達成像係統,可用來檢測橋麵板等。
荷載(zǎi)試驗法(fǎ)
靜載試驗 
橋梁的靜載(zǎi)試驗首先要(yào)針對橋梁的豎向撓度、側向撓度以及扭(niǔ)轉變形三個方麵進行重點檢測。而且在對橋梁結構中(zhōng)應該保證相應跨度內檢測(cè)時至少要對三(sān)個檢測點進行相應檢(jiǎn)測,並且(qiě)要按照規範要求求出最(zuì)大撓度值、變形值以及支座的相對下(xià)沉值。另外,試驗時采用的計算理(lǐ)論通過長期的觀測進行有效的驗證關鍵是針對橋梁控製截麵的內力檢測,並且還要(yào)對撓度縱向和橫向影響線進行計算和實(shí)際檢測。
要(yào)對控製截麵的應力分析時得出的數(shù)據進行記錄,同時總結出最大值和橋梁發生的偏載特性(xìng)。而且沿著(zhe)截麵的高度的方(fāng)向至少要設置5 個檢測點(diǎn),其中包括上邊(biān)緣、下邊緣和截麵特殊位置檢測。在有些特殊情況(kuàng)下還應該進行支點、橫隔板的剪應力(lì)和主應力進行檢測。 
要對支座的伸縮量和(hé)轉角改變程度、支座的沉降量以及墩頂相(xiàng)對位移進行檢(jiǎn)測。
要認真仔細的找出運營橋梁的表麵(miàn)是否有裂縫出現,如果通過檢測(cè)發現有初始裂縫出現就要記錄試驗所(suǒ)施加的加荷載,並且對於裂縫出現的位置、裂縫發展的方向、長度、寬度以及卸載後裂縫發生閉合情況等相關(guān)資料要保證全部詳細記錄(lù)。如果尚未加到預計最大試驗荷載時(shí)橋梁的控製截麵發生的形變位(wèi)移(yí)、應力或者是裂縫擴展的寬度就已經(jīng)達到或者是超出了(le)初期設計的荷載(zǎi)標準,此(cǐ)時就應(yīng)該停止加載而且還要對裂縫仔細觀察撤載後裂縫的擴展和恢複情況和殘餘變形的(de)影響等。如果是特殊結構的橋梁(liáng),在對其進行靜載試驗時要觀察索力和塔的變位的變化,同時(shí)要(yào)對(duì)支座進行測定。 
動載試驗橋梁動載試驗
指通過對橋梁本身施加一定的附(fù)加振(zhèn)動力,使得橋梁產生共振,並對橋梁回饋(kuì)的振動信號進行檢測和記(jì)錄,進而得出相應的檢測橋梁的(de)結構頻率,了解橋(qiáo)梁(liáng)的基本結構情況和(hé)工作水平和狀態。動載試驗是最基礎(chǔ)的動力檢測方法(fǎ),它(tā)以應用振動理論和試驗為(wéi)基礎(chǔ),對(duì)橋梁運營時的震動問題進行檢(jiǎn)測的主要方法。主要包括橋梁動力特性(xìng)檢測、動載響應的試驗(yàn)等。
橋梁結構損傷檢測
矩陣型法,利用矩陣型法進行相關檢測是發展最早也是最成熟的方(fāng)法,它常常用於修正(zhèng)計算模型的整個矩陣,精度比較高,執行操作相對容易。這種方(fāng)法(fǎ)的主要缺點在於所修正模型(xíng)的物理意義並不是非常明確,這往往會喪失原有限元模型的(de)帶狀性特點,因此,需要輔助其它的修正方法進行修正。
子矩陣修正法,通過對需要修正的矩陣定義相關的修正係數以(yǐ)及對宇矩陣修正係數的調整可以修(xiū)正橋梁的結構剛度,這種方法的最大優勢在於修正後的剛度矩陣仍然與原矩陣保持對稱性與(yǔ)稀疏性。
靈敏度法,運用靈敏度法,檢測人員可以修正(zhèng)結構參數,並且通過設計(jì)參數以(yǐ)及彈性模量的截麵麵積等可以實現對有限元模型的修(xiū)改。第四(sì),指紋分析方法(fǎ), 就是在橋梁檢測(cè)中,尋找與其(qí)結構(gòu)動(dòng)力特性有關的動力指紋,並且通過相應指紋的變(biàn)化情況來判斷橋梁結(jié)構的真實狀況。在線監測(cè)中,最(zuì)易獲得的模態(tài)參數是頻率, 而且所獲得的參數的精度非常高。因此,檢測人員可以通(tōng)過監測(cè)頻率的變化這種方(fāng)式來識別結(jié)構破損情況,這種方式操作起(qǐ)來也是比較簡單(dān)的。此外,振型也可以適(shì)用於(yú)橋梁結(jié)構破(pò)損情況的發現與(yǔ)識別,雖然運用(yòng)振型進行測試(shì)的精度低(dī)於頻率,但是振型可以包含更(gèng)多的檢測信息(xī)。大量的檢測模型(xíng)以及實(shí)踐實驗表明(míng),由於橋梁結構損傷導致(zhì)的固有頻率的變化非常小,但是振(zhèn)型(xíng)形式變(biàn)化卻十分明(míng)顯,一般損傷(shāng)導致(zhì)的結構自振頻率的變化一般(bān)在5% 以內。有一些研究人員采用模糊理論與指紋分析結合的方(fāng)式進行檢(jiǎn)測,這種(zhǒng)方式的可靠度建立在規範的理論框架基礎之上,對(duì)不同種類橋梁的使(shǐ)用性能以及專家(jiā)評估 數據的科學性要求較高
借鑒國外目前關注的檢測技術
當前,國外方麵已經展開結合橋梁管理係統與量化的(de)無損(sǔn)檢測方法的研究(jiū),即通過用強迫振動響(xiǎng)應法定量檢測(cè)技術,用激光振動計測量斜拉(lā)索索力,評(píng)估橋梁下(xià)部(bù)結構。我國一直倡導引進(jìn)國外先進技術,本文就其(qí)主(zhǔ)要技術概括: 
先進的疲勞裂紋(wén)探測和評(píng)估係統,涉及橋(qiáo)梁裂紋的無線應變測量(liàng)係統、無源疲勞(láo)荷載測量設備、便攜式聲發射係統(tǒng)、新型超聲波以及電磁聲發射傳感器等,目前在此基礎(chǔ)上一種具有(yǒu)產生(信號(hào))並探測不同受力模式下的疲勞(láo)裂紋的寬帶 E 探測器; 
先進的鏽蝕探(tàn)測技(jì)術,如探測(cè)先張法壓漿空隙、磁漏探測技術的埋入式(shì)鏽蝕微傳(chuán)感器; 
先(xiān)進的(de)橋麵板(bǎn)檢(jiǎn)測(cè)係統(tǒng),如雙帶遠紅外熱成像係統(tǒng); 
擁有先(xiān)進的橋梁測試和健康監測(cè)係(xì)統,如(rú)測量橋梁(liáng)超載的鋼(gāng)傳感器(qì)
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