我(wǒ)國的橋梁(liáng)工程技術不斷發展,截止到現在橋梁工程(chéng)技術的耐久性和安全性的問題成為了各方關注的焦(jiāo)點。混凝土斜(xié)拉橋開裂、混凝土(tǔ)梁式橋下撓、正交異性鋼橋(qiáo)麵疲勞裂縫(féng)等(děng)三個方麵是橋梁結構耐久性問題的表現(xiàn),本文主要對這(zhè)兩(liǎng)個方(fāng)麵的問題和對策進(jìn)行了統計和分析,並討論(lùn)了使橋(qiáo)梁管理健康監測更加科學化合理化的問題。
關鍵詞:橋梁結構(gòu);耐(nài)久性;健康監測
一、橋(qiáo)梁耐久性問題(tí)的研究
19世紀,土木工程(chéng)師(shī)發明了用鋼筋(jīn)混凝土來建造橋梁和房(fáng)屋等土(tǔ)木工程構築物的建造方法。但是(shì)隨著這些方法的大規(guī)模使用,時間變久之後相關的研究人員就(jiù)發(fā)現這些建築物本身的掩護費用甚至比建造建築物要高,所以橋梁養護和維修就變得迫在眉睫。橋梁養護(hù)和維修的方法在當今的設計當中已經作為結構設計、施工和運行時的一個重要組成部分加以考慮(lǜ)。時間進入到21世(shì)紀,我(wǒ)們不僅要(yào)麵臨在橋梁壽命末期如何減小結(jié)構(gòu)拆除影響的問題,同時還(hái)要考(kǎo)慮大型橋梁的全壽命周期性能等的問題。橋梁結(jié)構的耐久性是指橋梁抵抗化(huà)學侵襲、自然風化、機械磨損以及其它性能退(tuì)化(huà)過程的能力。當鋼結構或(huò)混凝土結構耐(nài)久性比較好時能夠在裸露於正常(cháng)環境的條件下保持住鋼結構或混(hún)凝土結構的(de)構件外形(xíng)、結構質量和服役功能。一(yī)般規定(dìng)橋(qiáo)梁結構的使用壽命不低於100年,但(dàn)是實際上往往在橋梁結構的規定使用(yòng)期內就不得不重建,更有甚者在規定使用期的一半時(shí)間內(nèi)就不得不重建。耐久(jiǔ)性問題在橋梁(liáng)結構上的具體表現為開裂、變形、下撓等(děng)的問題(tí)。混凝土梁結構(gòu)的下撓,混凝土斜拉橋的開裂,和正交異性鋼橋麵(miàn)的疲勞裂縫是(shì)橋梁耐久性研究中最常見也(yě)是最(zuì)需要解決的問題。
在經濟社會發展的今天,往(wǎng)往需要(yào)橋梁(liáng)能夠(gòu)服役100年的(de)時間,對於投資巨大的跨(kuà)海大(dà)橋和具有超長結構的大橋來說(shuō)更是如此。考慮到現代科(kē)學、經濟的高速發展,在結構壽命期內內,除了結構本身的老化和衰變的(de)內因外,外因變化也很大。例如要預測(cè)橋梁結構百年間的使用要求變(biàn)化、製定(dìng)出各種標準進(jìn)行設計是很(hěn)難實現(xiàn)的。然而,工程師應能使得結(jié)構物適應各種變化,采用各種措施為結構提供補充“體能”的機會。所以這就要求我們在設計的時候能夠(gòu)考慮到六(liù)個方麵的問題:一是橋梁結(jié)構的可持續性,二是橋梁結構的可控性,三是橋梁結(jié)構的可健性,四是橋梁結構的可換性,五是橋梁結(jié)構的可修性,六是橋梁結構的可檢性(xìng)。
二、橋梁結構合理檢測的問題
橋梁結構問題的(de)檢測技(jì)術有橋梁整體損傷檢測(cè)與評估,無損檢測技術(shù)等等。橋梁整體損傷檢(jiǎn)測與評估涉及到3個方麵的問題,一是根據工作狀態信息給出橋梁健康(kāng)狀況評估;二是工作參數的識別加工得到(dào)橋梁(liáng)工作(zuò)狀態信息(xī);三是工作參數的采集。具體在工作的實施過程中(zhōng)還有傳感器的優化布置問題,橋(qiáo)梁損傷識別方法,環境激勵下的係統響應識別和專家係統等等。橋梁(liáng)結構(gòu)的無損檢測技術目前有振(zhèn)動試驗分析,脈衝雷達,光幹涉,、C或x射線檢測,磁試驗,衝擊回波檢測,自然電位檢測,聲發射,紅外檢測,超聲檢測等等數十種相(xiàng)應的檢測方法。絕大多數的檢測方法是局部(bù)檢測法,振動試驗分(fèn)析法是整(zhěng)體檢測方法。局部檢測方(fāng)法需要人工(gōng)作地毯式搜索,雖較費(fèi)時費力且可靠性差,但對於量大麵廣的中小橋梁來說,從技術(shù)、經濟上考慮,人工檢測仍然是一種重要的比較現實的技術管理手段。對於(yú)橋梁(liáng)的外觀和(hé)部分結(jié)構進行檢測是傳統的橋梁檢(jiǎn)測方(fāng)法,雖然對於局部結構能夠進行合(hé)理的檢測,但是卻(què)不能全麵而又整體的檢測出橋梁的整體狀況,對於橋梁(liáng)結構的安全程度(dù)、剩餘壽(shòu)命難以作出係統的評估。橋梁結(jié)構損傷檢測與評估是一門與管理科學,計算機,結構,通訊等多學科相互交融的一門學科,許多最新的科學技術都能夠(gòu)在其中得到體現,並能(néng)夠在此基礎上(shàng)得到融合和發展,但是這門學科目(mù)前(qián)來講仍舊處於一個起步階段。相信隨著技(jì)術的不斷完善,這門技術會得(dé)到很好的發展並融(róng)合到實際當中去(qù)。