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橋梁檢測方法詳細(xì)講解

新聞時(shí)間:2017-07-20 文章來源: 文章作者:ztcjjt
橋梁檢查及檢測的目的在于通過對橋梁的技術(shù)狀況及缺陷和損傷的性質(zhì)、部位、嚴(yán)重程度及發(fā)展趨勢,弄清出現(xiàn)缺陷和損傷的主要原因,以便能分析評(píng)價(jià)既存缺陷和損傷對橋梁質(zhì)量和使用承載能力的影響,并為橋梁維修和加固設(shè)計(jì)提供可靠的技術(shù)數(shù)據(jù)和依據(jù)。因此,橋梁檢查是進(jìn)行橋梁養(yǎng)護(hù)、維修與加固的先導(dǎo)工作,是決定維修與加固方案可行和正確與否的可靠保證。按照檢查的范圍、深度、方式和檢查結(jié)果的用途等的不同,橋梁檢查歸納為日常檢查、定期檢查和特殊檢查。按照《公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》規(guī)定,日常檢查和定期檢查由公路管理機(jī)構(gòu)和具有一定檢查經(jīng)驗(yàn)并受過專門橋梁檢查培訓(xùn)及熟悉橋梁設(shè)計(jì)、施工等方面知識(shí)的檢查工程師,按規(guī)定周期,對橋梁主體及附屬結(jié)構(gòu)的技術(shù)狀況進(jìn)行定期跟蹤的全面檢查,提交檢查成果文件,提出養(yǎng)護(hù)建議,如有特殊檢查需求,則限制交通進(jìn)行特殊檢查。
1 橋梁外觀檢查方法與要點(diǎn)
外觀檢查包括橋梁總體性與局部構(gòu)造幾何尺寸的量測、結(jié)構(gòu)病害的檢查與量測等,不同橋型在檢查方面各有側(cè)重點(diǎn)。一般來說,從總體上可將橋梁分為三部分:
(1)上部結(jié)構(gòu),在梁式橋中主要指主梁;
(2)下部結(jié)構(gòu),一般包括基礎(chǔ)與承臺(tái)、拱圈拱頂裂縫、墩的位移、樁以及橋臺(tái)等;
(3)附屬結(jié)構(gòu)一般應(yīng)著重檢查橋面鋪裝、伸縮縫、 欄桿等, 其它的還有梁橋部分檢查端部的斜裂縫與跨中部位的裂縫、撓度等檢查要點(diǎn)。對于鋼筋混凝土橋梁類型,主要是檢測鋼筋(保護(hù)層厚度、銹蝕狀況測試)與混凝土 (碳化深度、強(qiáng)度等級(jí)與耐久性有關(guān)的含堿量和氯離子含量);對于材料檢測類型,則主要是檢查橋梁結(jié)構(gòu)材料的無損或微損檢測,這也是當(dāng)前的重點(diǎn)研究領(lǐng)域;結(jié) 構(gòu)資料則主要是掌握橋梁的原施工工藝、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及橋梁的結(jié)構(gòu)維修養(yǎng)護(hù)歷史等過程,從而根據(jù)相關(guān)規(guī)范作為標(biāo)準(zhǔn)分析橋梁質(zhì)量狀況。此外,為了提高檢查效率, 可采購用于橋面檢測的先進(jìn)高新技術(shù)儀器,如激光雷達(dá),就是用來測量整橋;雙頻帶紅外線自動(dòng)溫度成像系統(tǒng),可用來檢測橋面;探地雷達(dá)成像系統(tǒng),可用來檢測橋 面板等。
2 荷載試驗(yàn)法
2.1 靜載試驗(yàn)
(1)橋梁的靜載試驗(yàn)首先要針對橋梁的豎向撓度、側(cè)向撓度以及扭轉(zhuǎn)變形三個(gè)方面進(jìn)行重點(diǎn)檢測。而且在對橋梁結(jié)構(gòu) 中應(yīng)該保證相應(yīng)跨度內(nèi)檢測時(shí)至少要對三個(gè)檢測點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)檢測,并且要按照規(guī)范要求求出最大撓度值、變形值以及支座的相對下沉值。另外,試驗(yàn)時(shí)采用的計(jì)算理 論通過長期的觀測進(jìn)行有效的驗(yàn)證關(guān)鍵是針對橋梁控制截面的內(nèi)力檢測,并且還要對撓度縱向和橫向影響線進(jìn)行計(jì)算和實(shí)際檢測。
(2)要對控制截面的應(yīng)力分析時(shí)得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄,同時(shí)總結(jié)出最大值和橋梁發(fā)生的偏載特性。而且沿著截面的高度的方向至少要設(shè)置5 個(gè)檢測點(diǎn),其中包括上邊緣、下邊緣和截面特殊位置檢測。在有些特殊情況下還應(yīng)該進(jìn)行支點(diǎn)、橫隔板的剪應(yīng)力和主應(yīng)力進(jìn)行檢測。
(3)要對支座的伸縮量和轉(zhuǎn)角改變程度、支座的沉降量以及墩頂相對位移進(jìn)行檢測。
(4)要認(rèn)真仔細(xì)的找出運(yùn)營橋梁的表面是否有裂縫出現(xiàn),如果通過檢測發(fā)現(xiàn)有初始裂縫出現(xiàn)就要記錄試驗(yàn)所施加的加荷載,并且對于裂縫出現(xiàn)的位置、裂縫發(fā)展的 方向、長度、寬度以及卸載后裂縫發(fā)生閉合情況等相關(guān)資料要保證全部詳細(xì)記錄。如果尚未加到預(yù)計(jì)最大試驗(yàn)荷載時(shí)橋梁的控制截面發(fā)生的形變位移、應(yīng)力或者是裂 縫擴(kuò)展的寬度就已經(jīng)達(dá)到或者是超出了初期設(shè)計(jì)的荷載標(biāo)準(zhǔn),此時(shí)就應(yīng)該停止加載而且還要對裂縫仔細(xì)觀察撤載后裂縫的擴(kuò)展和恢復(fù)情況和殘余變形的影響等。如果 是特殊結(jié)構(gòu)的橋梁,在對其進(jìn)行靜載試驗(yàn)時(shí)要觀察索力和塔的變位的變化,同時(shí)要對支座進(jìn)行測定。
2.2 動(dòng)載試驗(yàn) 橋梁動(dòng)載試驗(yàn),指通過對橋梁本身施加一定的附加振動(dòng)力,使得橋梁產(chǎn)生共振,并對橋梁回饋的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行檢測和記錄,進(jìn)而得出相應(yīng)的檢測橋梁的結(jié)構(gòu)頻率,了 解橋梁的基本結(jié)構(gòu)情況和工作水平和狀態(tài)。動(dòng)載試驗(yàn)是最基礎(chǔ)的動(dòng)力檢測方法,它以應(yīng)用振動(dòng)理論和試驗(yàn)為基礎(chǔ),對橋梁運(yùn)營時(shí)的震動(dòng)問題進(jìn)行檢測的主要方法。主 要包括橋梁動(dòng)力特性檢測、動(dòng)載響應(yīng)的試驗(yàn)等。 3 橋梁結(jié)構(gòu)損傷檢測
第一,矩陣型法,利用矩陣型法進(jìn)行相關(guān)檢測是發(fā)展最早也是最成熟的方法,它常常用于修正計(jì)算模型的整個(gè)矩 陣,精度比較高,執(zhí)行操作相對容易。這種方法的主要缺點(diǎn)在于所修正模型的物理意義并不是非常明確,這往往會(huì)喪失原有限元模型的帶狀性特點(diǎn),因此,需要輔助 其它的修正方法進(jìn)行修正。
第二,子矩陣修正法,通過對需要修正的矩陣定義相關(guān)的修正系數(shù)以及對宇矩陣修正系數(shù)的調(diào)整可以修正橋梁的結(jié)構(gòu)剛度,這種方法的最大優(yōu)勢在于修正后的剛度矩陣仍然與原矩陣保持對稱性與稀疏性。
第三,靈敏度法,運(yùn)用靈敏度法,檢測人員可以修正結(jié)構(gòu)參數(shù),并且通過設(shè)計(jì)參數(shù)以及彈性模量的截面面積等可以實(shí)現(xiàn)對有限元模型的修改。第四,指紋分析方法, 就是在橋梁檢測中,尋找與其結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性有關(guān)的動(dòng)力指紋,并且通過相應(yīng)指紋的變化情況來判斷橋梁結(jié)構(gòu)的真實(shí)狀況。在線監(jiān)測中,最易獲得的模態(tài)參數(shù)是頻率, 而且所獲得的參數(shù)的精度非常高。因此,檢測人員可以通過監(jiān)測頻率的變化這種方式來識(shí)別結(jié)構(gòu)破損情況,這種方式操作起來也是比較簡單的。此外,振型也可以適 用于橋梁結(jié)構(gòu)破損情況的發(fā)現(xiàn)與識(shí)別,雖然運(yùn)用振型進(jìn)行測試的精度低于頻率,但是振型可以包含更多的檢測信息。大量的檢測模型以及實(shí)踐實(shí)驗(yàn)表明,由于橋梁結(jié) 構(gòu)損傷導(dǎo)致的固有頻率的變化非常小,但是振型形式(3)先進(jìn)的橋面板檢測系統(tǒng),如雙帶遠(yuǎn)紅外熱成像系統(tǒng);
(4)擁有先進(jìn)的橋梁測試和健康監(jiān)測系統(tǒng),如測量橋梁超載的鋼傳感器

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