一、橋(qiáo)梁的全麵檢測理論
1對引(yǐn)道及橋址周邊(biān)環境進行檢查量(liàng)測
(1)查看正橋與引(yǐn)橋(qiáo)、引遭(zāo)(線)的銜接處(chù)是否(fǒu)正常,與竣工時的(de)情況相比較(jiào),是否有變化。
(2)橋址及其附近的水流河道是否改變,必要時(shí)還應測定(dìng)主(zhǔ)河槽的水流(liú)速度及其流向,橋下淨寬(kuān)有(yǒu)無改(gǎi)變,橋墩台處的局部衝(chōng)刷與設計有關數據相比是否(fǒu)增大。
(3)兩岸的橋頭填(tián)土石砌錐坡有無(wú)衝刷、滑移和損壞。
2、量測壘橋的標高(gāo)和線形
(1)橋的標高和線形有聯係關係,但又有區別。前者是指某點的高程值,後者則是橋梁(liáng)相關點的連(lián)線。一座設計施工質量良(liáng)好的橋梁,其標高和(hé)線形均應達到設計期望值。
(2)量測的主要部位和項目有:墩台的支承(chéng)墊石(即支座墊板)頂麵、承台頂麵和梁底處的標高;墩台身在橋(qiáo)的縱、橫向有無偏移傾(qīng)斜。①對斜拉橋和懸索橋,還應量測其主塔身在橋的縱、橫向有無(wú)偏移傾斜,塔頂的變位。②對(duì)懸索橋,還應量測主(zhǔ)纜(lǎn)的線形;③對拱橋,還(hái)應量(liàng)測拱肋軸線的線形。
3、圬工粱拱檢查量測
(1)檢查(chá)圬工有無風化、剝落、破損及裂逢,特別注意變截麵處、加固修複(fù)處及(jí)防(fáng)水層的情況。對圬工剝落、裂縫處,應注意鋼筋的鏽蝕情況。
鋼筋混凝土梁應重點檢查寬度超過0.2 m
m的豎向裂縫(féng),並注意檢查有無斜向(xiàng)裂縫及順方向的縱(zòng)向裂縫。預(yù)應力鋼筋混梁要觀測梁的上拱度(dù)變化,並注意檢(jiǎn)查有無不(bú)允許出現的垂(chuí)直於主筋的豎向裂(liè)縫。
(2)拱橋應量測實際拱軸線和拱圈(quān)(或拱肋)尺(chǐ)寸,並檢查它們有無橫向(垂直於路線(xiàn)方向)的裂(liè)縫發生。
4、鋼結構檢查量測
(1)檢查鋼結構構件油漆(qī)塗層的(de)完好程度,有(yǒu)無起(qǐ)皮、剝(bāo)落、鏽斑等。特別是容易(yì)積水積塵或不通風部位有無鏽(xiù)蝕。鏽蝕嚴重的,應量測鋼(gāng)板或構件的實(shí)際剩餘厚度(dù),以便(biàn)考慮斷(duàn)麵削弱的影響。
(2)檢查構件有無裂紋、穿孔、硬傷、硬彎、歪扭、爆皮及材料夾層等。要特別注意以下部位(wèi)有無疲勞裂紋發生:承受拉力(lì)或反複應力的杆件與(yǔ)節點板連接處或(huò)杆(構)件(jiàn)接頭處;由於損傷造成杆(構)件斷麵削弱及應力集(jí)中處;縱梁與橫粱的連接(jiē)角鋼;無蓋板的縱梁上翼緣(yuán)角鋼;主梁間的縱(zòng)向聯結係的連(lián)接(jiē)處;單剪鉚釘處。焊(hàn)縫端部及其(qí)附近的基材;U形肋與橫隔板連接(jiē)處焊縫等。
(3)檢查鋼箱梁工地拚接的大環形焊縫(即同一(yī)截麵的頂板一腹板一底板一腹板的周圈焊縫)和U形肋嵌補段焊縫有無異常。
(4)檢查杆件的平直度,當城市杆的彎曲矢大(dà)於杆件由長度1‰、拉杆的彎曲矢(shǐ)度大於杆件自由長度的(de)1/500時,均應注意彎曲的影響。
(5)檢(jiǎn)查鉚釘(dìng)頭有無鏽蝕,鉚釘有無鬆動。檢(jiǎn)查高強度螺栓是否完好,有(yǒu)無鬆動和延(yán)遲斷裂等情況;有無因鏽蝕或(huò)其它原因降低磨擦力現象;並應嚴密注意節點滑移(yí)的拱度的變化。
5、磚石砌體的檢查量測
磚石砌體不同於鋼筋混凝土的(de)一個特點是,抗拉強(qiáng)度更小,結構脆性大,開裂(liè)荷載比較接近或幾乎(hū)等於破壞荷載。因此,當磚石(shí)砌(qì)體出(chū)現由於(yú)荷載引起的裂縫時,往(wǎng)往是砌體破(pò)壞(huài)的特征或前兆。
6、墩台及基礎(chǔ)的檢查量測
(1)墩台的(de)缺陷主要表現是:裂縫、剝落、空洞、鋼筋外露及鏽蝕、老化、變形位移等。
(2)檢查時,應對裂縫及破損具體位置、寬度、長度、深度進行量測和描述,繪製成圖。
7、地基的檢驗
當發現墩台有沉降、傾斜、位移時,一定要對地基進行(háng)探測和商討。
對已成橋的地其檢測(cè)是比較困難和麻煩的。可用觸探和鑽孔取樣的(de)方法(fǎ),也可用荷載板試驗。但很難在原位(wèi)進行,常常隻能是接近(jìn)基礎原位。對岩地基,可在基岩的(de)露頭地點(diǎn)進行檢驗。
二橋梁(liáng)的檢測定位(wèi)方法
在結構損傷檢測定位方麵,目前可(kě)分為模型修正法和指紋(wén)分析法兩類。
1精(jīng)確的(de)有限元建模是大型橋梁鳳震響應預測的重要前(qián)提;也(yě)是結構安全監測,損傷檢測以及實現最優振動控製的基礎。但是,盡(jìn)管有限無法得到了高度的發展,實際複雜結構的有(yǒu)限(xiàn)元(yuán)模型仍然是有誤差的。有限元建模為結構飛行提供完整的理論模態參(cān)數集,但(dàn)這些參數常常與結(jié)構模態實(shí)驗得(dé)到的參數不一致。因此,必須對結構理論模型進行調整或修正,使得修正後的模態參(cān)數與實驗相一致,這一過程即(jí)有限元模型修正。
模型修正法在(zài)橋梁監測中主要用於把實驗結構的振動(dòng)反應記錄與原先(xiān)的模(mó)型計算結果進行綜合比(bǐ)較,利用直接或間接測知的模態參數,加速度時程記錄,頻響函數等,通過條件優化約束,不(bú)斷地修正模型中的剛度和質量信息,從(cóng)而得到結構(gòu)變化的(de)信息,實現結構(gòu)的損傷(shāng)判別與定位。其主要方法有:
(1)矩陣型法,是(shì)發展最早,最成熟,修正計算模(mó)型的整個矩陣(zhèn)的一類方(fāng)法(fǎ),它具有精(jīng)度高、執行容易的(de)特點(diǎn),主要缺點是(shì)所修正的模型的物理意義不明確,喪失了(le)原有限元模型的帶狀特點,這方(fāng)麵的代表應屬Berman/Baruch的最(zuì)優法。
(2)子矩陣修正法,通過對待修正的字矩陣或單元矩陣定義修正係數,通過對字矩陣修正係數的調整來修正結構剛度,該方法的最大優點(diǎn)是修正後的剛度矩陣(zhèn)仍(réng)保(bǎo)持者原矩陣的對稱,稀疏(shū)性。
(3)靈敏度法修正結構參數通過修(xiū)正結構的設計(jì)參數彈性模量E截麵麵積A等來對有(yǒu)限元模型進行修正。
2指紋分析方法,尋找與結構動力特性(xìng)有(yǒu)關的動力指紋,通過這些指紋的變化來(lái)判斷結構的真實狀況。
在線監測中,頻率是最易獲得的(de)模態(tài)參數,而且精度很高,因此通過監測頻率的(de)變化來識別結構破損是否發生是最為簡單的。此外,振型也可用於結構破損的(de)發現,盡管振型的測試精度低於頻率,但振型包含更多的破損信息。利用振型判斷結構的破損是否(fǒu)發生的(de)途徑很(hěn)多;MAC,COMAe,CMS,DI和柔度矩陣法。
但大量的模型和(hé)實際(jì)結構實(shí)驗表明結構損傷導致的固有頻率變化很小,而振型形式變化明顯,一般損傷使結構自(zì)振頻率的變(biàn)化都在5%以內,一般認為自振頻率不能直接用來作為橋梁監(jiān)測的指(zhǐ)紋(wén),而振型雖(suī)然對局部剛度比較敏(mǐn)感(gǎn),但精確測量比(bǐ)較困(kùn)難(nán),MAC,COMAC,CMS等依賴於振型(xíng)的動力指紋都遇到(dào)同樣的問題。對橋缺損狀態的評價缺乏統一有效的(de)指標,有人以模糊理論,結構可靠度理(lǐ)論等為理論框架建立了各種橋梁使用性能評估專家係統,但必(bì)須首先建立各(gè)種(zhǒng)規範和專家數據庫。