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橋梁工程檢(jiǎn)測(cè)關鍵技術介紹
更新(xīn)時間:2022-04-11 14:57
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橋梁的檢測是保證橋梁正常使用、進行維修加固的重(chóng)要依據。橋梁(liáng)檢測(cè)的目的在於(yú)隨時掌握橋梁(liáng)的技(jì)術狀(zhuàng)況和安全狀況。通過對(duì)橋梁的無損檢測 ,對橋梁的損傷情況和(hé)程度進行診斷,對橋(qiáo)梁的可靠性、耐久性和承載能(néng)力進行評估。為橋梁的維修、養護與管理決策提供依據。

本文對橋梁檢測中混凝土強度檢測(cè)、基樁(zhuāng)質量(liàng)檢測、混凝土鋼(gāng)筋鏽蝕(shí)檢測、橋梁(liáng)靜荷(hé)載試驗檢測四部分的關鍵技術進行(háng)了概括性的對比、分析、總結(jié)。

一、混凝土強度檢測(cè)技術

在工程實踐中,我(wǒ)們(men)在很(hěn)多(duō)情況下(xià)需要利(lì)用無損檢測方法推定(dìng)構件混凝土強度值,如對施工質量有懷疑、對施工過程、構件強度增(zēng)長的必要的監控或對既有橋梁的資料無法收集完整時。因此,混凝土強度的無損(sǔn)檢(jiǎn)測技術也成為橋梁檢測技術(shù)中的重要環節。

1、檢測原理

回彈法的超聲波(bō)檢測(cè)儀(yí)原理是采用彈擊杆彈擊混凝土表麵,以重錘反彈回來的距(jù)離作為回彈值,即回彈值是重錘衝擊過程中能量的一種(zhǒng)反映。超聲回彈綜合法的原理就是在回彈法檢測基礎上,對混凝土內部質量用超聲波波速(sù)給予測定,它的強度指標由超(chāo)聲波(bō)速、回彈值兩項參數控製,從而(ér)使構件內(nèi)部、外部質量得以全麵反映。

2、無損檢測方法

當前,混凝土強度測定的無損檢測方法主要有回彈法、超聲法(應用較少)、超聲回(huí)彈綜合法、射(shè)線吸(xī)收(shōu)與散射法等,其它方(fāng)法(fǎ)如探針法、拉拔、拉脫法、鑽芯法等均屬於半(bàn)破損、破損法,在(zài)此僅對應用較多的回彈法和超聲回彈綜(zōng)合法進行分析比較。

3、分析及發展

結合(hé)實踐應用和混凝土強度檢測技術的發(fā)展,我們有理由相信,在短期內無損檢測以實現準確、快速、涵蓋長齡期(qī)檢測目標體為主要(yào)任務(wù),同時相關規程、規範有必要及時(shí)根據工程使用材料的特性給予附加、更新。而長期研究(jiū)目標必然是在儀器研(yán)究中提高硬件的性能和質(zhì)量(liàng),排除相關幹擾因素、對引(yǐn)起強度變化的多項理論參(cān)數進一步研究。

這兩種混凝土強度無損檢測方法(fǎ)均屬於(yú)工程中最(zuì)常用(yòng)、最主要的(de)檢(jiǎn)測方法,回彈法在一定程度上更以其簡單實用而被廣泛采用。比較分(fèn)析兩種方法的檢測結果,在一定程度上較為接近,即在規程規(guī)定的齡期內不會對構件評(píng)定產生較大分歧。但是,在應用中也發現,在舊橋工程檢測中,無論是回(huí)彈法還是超聲回(huí)彈綜合法,因齡期原因,對長齡(líng)期混凝土(tǔ)構件均難以得到準確的強度檢測結果,尤其是針對不易(yì)取芯(xīn)修正的預應力梁強度(dù)推定(dìng)。

二、基樁質量檢測

由於樁(zhuāng)基礎已經成為我國工程建設的重要基礎形式,為了保證樁基礎的質量安全可靠,隱蔽性工程的(de)檢(jiǎn)測技術(shù)水平也就至關重要。但是,樁基的檢(jiǎn)測又是一項複雜的係統工程,無論在理論中還是實踐中均存在很(hěn)多問題尚在進(jìn)一步研究過程中,傳統的靜荷載又需花費大量的時間和費用。在此,僅就基樁動測技術中聲波透射法、低應變(biàn)法、高應變法三種主要方法進行分析比較。

1、檢測原理

聲波透射法(CSL):以能量脈衝的方式沿樁身橫向傳播的波動(dòng)來檢測樁身(shēn)完整性(xìng)。低應變法(LsT):利用低能量的激振力產生縱向振動或沿樁身縱向傳播的波動檢測樁身完整性,包括反(fǎn)射波法和振動法。高應變法(HST):利(lì)用高(gāo)能量(liàng)的衝擊力(lì)產生沿樁身縱向傳播的波動檢測基樁承載力和樁身完整性。可分為凱司法和實測曲線擬合法。

2、分析及發展

三種基樁檢測方法在公(gōng)路工程中均較為常用,但在技術應用中也(yě)都存在各(gè)自的問題,其中(zhōng),高應變法因其影(yǐng)響采集信號的幹(gàn)擾因素較多,對檢測的準確性影響較大,很難大範圍地推廣(guǎng)應用,低應變法則具有完整性難(nán)以定量化、淺部缺(quē)陷不易判定、第二缺陷(xiàn)不易判定、漸變缺陷不易判定等很多問題需要解決。

聲波透射法雖隻(zhī)能檢測樁(zhuāng)身質量,但相對來說是可信度高,操作繁簡程度適中,應是更具有發展前途的檢測手段。因此,樁身完整(zhěng)性檢測提倡更多地采用(yòng)聲波透射法,而承載力的檢測方法除靜態(tài)荷載法以外,動測法可能(néng)需在理論和方法進行較長時期的(de)研究或結合其它測試理論方法聯合進行才可(kě)能有所技術突破(pò)。

3、技術分析

首先,聲波透射法適用於大直徑灌注樁,目前許多國家對基樁質量檢測采用了這種方法。它(tā)的(de)設備使用(yòng)性能、參數也得到了不斷提高(gāo)和改善,數據分析軟件功能研發也得到了極快地發展。但製約它被國內廣泛應用的因素是在檢測前需預埋聲測管(guǎn),且因準備工作繁鎖檢測(cè)數量不宜過多,無法檢測基樁承載力。

低應(yīng)變法雖然目前尚隻提供樁身完整性(xìng)檢測指標,但它操作簡單,易學易用,可經濟、快速、大範圍、無(wú)損的普檢(jiǎn),在公路工(gōng)程(chéng)中得以充分地利用。但它的(de)缺點則是(shì)檢測定性分析,難以達到定量化,且存在一定程度的誤(wù)判和不確定性,承載力檢(jiǎn)測尚處(chù)於不斷完善和(hé)研究階段。

高應(yīng)變(biàn)法則是以節(jiē)省人力、物力(lì)、財力為目標的快速檢測樁基質量方法,雖然它可檢測完整(zhěng)性和承載力,但它的檢(jiǎn)測準(zhǔn)確度、可靠性,尤其是理論體係研究以及必須與靜態荷載檢測結(jié)果比較校驗後方可使用等一係列問題使其在檢測推廣中存在一定的局限性。

三、混凝土鋼筋鏽蝕(shí)檢測

正(zhèng)常情況下,混凝(níng)土材料(liào)呈弱堿性並使得鋼筋表麵形成鈍化膜來保護鋼筋使用壽命。但(dàn)是,複雜(zá)的交變荷載作用和材料施工、溫(wēn)度應力等影響,往往(wǎng)在橋梁安全評(píng)估時需要進行鋼筋鏽蝕(shí)檢測。

目前,常用的(de)方法分為直接評定法(如線性極化電流測(cè)量、半電池電位測量(liàng)等)和間接評定法(如氯離子含量測量、保護層測量、透氣性測量(liàng)、電(diàn)阻率測量等),無損檢測中以半電池電位測量和混凝土(tǔ)電阻率測量較為常見。

1、技(jì)術原理

半電池電位測量方法原理為將鋼筋鏽蝕儀以硫酸銅溶(róng)液為電解液,與鋼筋連接開成通路後(hòu),輸入高阻抗,記錄電位差並繪出等位圖(tú),從(cóng)而判定腐(fǔ)蝕發生區域。

它在應用時方法簡單,易學易用。但它的缺點也較多,如隻能判(pàn)定鋼筋發生鏽蝕的可能,不能判定鏽蝕速度,對中性化的構件(jiàn)可能產生誤判,對水下結構物測試不夠準確等現象 而混(hún)凝土電阻率的測量方法(fǎ)屬間接測量方法的一種(zhǒng),它的原理是根據鏽蝕後的混凝土阻抗變化量來間接推(tuī)定鏽蝕程度, 由於其結論同數理統計(jì)分析密切相關,因此建議作為鏽(xiù)蝕檢測參考方法。

2、分析及發展

鋼筋鏽蝕是橋梁安全評估(gū)的一項較為(wéi)重要指標,但(dàn)現(xiàn)階段我(wǒ)們在實際無損檢測工作中還不能夠得到(dào)較為準確的和直接的數(shù)據,因此多數情況下配以有損方法的(de)驗證,檢測中必(bì)要時可以(yǐ)將多項無損檢測技術混合使用加以判定。

但在未來的技術發(fā)展應用中,我們認為雷達電磁波法、化學試驗滲透法(fǎ)可能會使(shǐ)得這項(xiàng)檢測內容由(yóu)定性化向定量(liàng)化發展(zhǎn),得到真正的實質(zhì)性(xìng)的(de)技術突(tū)破,並能快速準確得出結論。

四(sì)、橋梁靜荷載試驗檢測

橋梁的荷載試驗(yàn)分為(wéi)靜載和動載(zǎi)兩(liǎng)種方式,考慮到最能夠直接有效評(píng)定橋梁的工作狀態和應用範圍,我們僅探討靜(jìng)力荷載試驗,因為它在設計和施工質量的檢驗,判斷承載力、驗證設計理論和設計方(fāng)法等方(fāng)麵更為準確和可靠。

1、技術(shù)原(yuán)理

靜荷載(zǎi)試驗基本(běn)原理就是在不同的橋梁荷(hé)載組(zǔ)合方式下,驗證控製截麵的應變、位(wèi)移(yí)或(huò)裂縫,進而(ér)分析橋(qiáo)梁(liáng)的承載(zǎi)能力和病害程度,一般(bān)情況下(xià)以反映橋梁結構的最不利受力狀態為(wéi)目標,用結構校驗係(xì)數和相對殘餘變(biàn)形等參數對結構的可靠性、剛度、安(ān)全度或強度(dù)儲備等給予判定。

而在試驗數據的獲取中(zhōng),也不(bú)斷的發展了各種形式的傳感器技術,如應變(biàn)的測量從箔式應變片、應變計、晶振式應變計、光纖式應變計到無線應變計(jì)等新技(jì)術,但是(shì)結構的性能評定參數仍然以上述指標為主。

2、分析及發展

可以看出,靜載試驗是橋梁安全評定的重要技術手段(duàn),它是一項複雜並細(xì)致的工作(zuò),技術含量高,涉(shè)及(jí)麵也相(xiàng)對較廣,需要考慮的各種影響因素(sù)多。

目前在國內許多科研機構和檢測機構也具備了這種檢測能力,但也可以看出其不足之處,主要為:橋梁病害本身(shēn)對荷載試驗影響考慮不足,不同的結構(gòu)組合在有(yǒu)限元法的計算中可能有一定的偏差,特殊(shū)的橋梁設計結構或關(guān)鍵部件可能(néng)對靜載試驗(yàn)帶來影響及試驗可能需較長時間的封(fēng)閉交通等等。


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