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橋梁(liáng)水下基礎檢測(cè)方法
更新時間:2023-05-16 09:29
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 1前言

   橋(qiáo)梁基(jī)礎(chǔ)是橋梁的重要結構之一,它不僅承受著橋(qiáo)梁(liáng)的恒載和活載,還將它傳遞給地基。因此,它作為橋梁的重(chóng)要組成部分,一旦出現(xiàn)問題,將會給橋梁帶來重大安全隱患(huàn),甚至危及橋梁的承載能力或導致橋(qiáo)梁坍塌。

   建設單(dān)位在橋梁建(jiàn)設(shè)時期能利用各種檢測方(fāng)法(fǎ)來確保施工時期基礎入土部分的安全可靠,如采用開挖、樁(zhuāng)基靜載試驗、低應變、高應變、聲波透射、鑽孔(kǒng)取芯法檢(jiǎn)測基礎的施工(gōng)質量。然而橋梁經過一段時間運營後,往往會因為基礎(chǔ)混凝土澆(jiāo)築質量差或流水長期衝刷侵蝕等(děng)原因而出現病害(hài),如基(jī)礎淘空(kōng)、傾斜、下沉、混凝土衝蝕、磨損、破損、露筋、鏽蝕、夾泥、開裂和縮徑等,這些病害均會危及(jí)橋梁的正常使用。但目(mù)前實際(jì)情況是(shì)管養單位隻重視上部結構(gòu)病害的(de)檢測與維護,對下部結構(墩台基礎(chǔ))卻疏於(yú)管理,因此水中墩台基礎在江水衝刷(shuā)、漂浮物撞擊等作(zuò)用下,容易出現橋梁傾覆現象。另外(wài),由於基礎往往位於水麵以下或埋置在

   土體之中,成橋後,基礎頂麵以(yǐ)上已修築墩台、梁板等結構物,這些現實情況給橋梁檢測(cè)的順利實施帶來了很(hěn)大的困難,檢測單位(wèi)無(wú)法利用常規檢測手

   段及時了(le)解成橋後基礎的病害情況。上述管理疏忽以及檢測手段落後等因素均(jun1)導致墩台基礎成為檢測盲區(qū),橋梁容易因此而出現安全事故。

   針對上述現狀,我們有(yǒu)必要及時采用先進、科學的檢測手段清晰(xī)掌握基礎的病害,確保(bǎo)橋梁安全可靠、適用耐(nài)久。本文主要介紹橋梁墩/台(tái)基礎水(shuǐ)中部分的檢測方法。

   2、檢測(cè)方法

   根據現場檢測工作量及檢測部位實際情況,檢測人員可選用組合式水下攝像檢測儀作業方法、潛水檢測作業方法以及水(shuǐ)下機器人(rén)檢測作業方(fāng)法進行墩(dūn)台基(jī)礎水中部(bù)分檢測(cè)。

   (1)組合式水下攝像檢(jiǎn)測儀作業方法。

   組合式水(shuǐ)下攝像檢測儀由水下攝像頭、水下(xià)照明(míng)器、傳輸電纜、監(jiān)視(shì)器、配音係統、專用吊放設備(bèi)(作(zuò)為攝像(xiàng)鏡頭的上下移動裝置)以及駁船(chuán)(作(zuò)為作業平台使用(yòng))組合而成。

   檢測時,將工作(zuò)船用(yòng)繩索與被檢測墩台固定在一起,在基礎上方水麵將各拍(pāi)攝點做好標記。采用專用吊放設(shè)備把攝像頭固定在欲檢(jiǎn)測部(bù)位起始原點上,豎向垂直拍攝,拍攝(shè)過程中要求鏡頭與目標物表麵要保持20~30cm左右的距離(lí)(以(yǐ)能看清目標物為準),並盡量使移動平穩、勻速。完(wán)成(chéng)一次豎(shù)向垂直拍攝(shè)後,沿基礎表麵平移(yí)或環繞規定的(de)間距再反向繼續拍攝。在拍攝過程中,做好記錄和描述。

   組合式水下攝像檢測儀作業方法的優(yōu)點在於檢測(cè)速度快、成本低,並且檢測人員作業較安全,缺點是對檢(jiǎn)測的環境要求比較高,即隻(zhī)有在水質比較清、基礎表麵無水(shuǐ)草(cǎo)等微生物附著且基礎在水中部分深度不(bú)超過5m的環境下,檢測的效果會比較好。因此,它比較適合檢測山區橋梁以及(jí)平原地區中、小(xiǎo)跨徑的(de)橋梁基礎,而不(bú)使用於(yú)平原地區的大跨徑(jìng)橋梁以及跨海大橋(qiáo)的基礎檢測。

   (3)潛水檢測作業方法。

   檢測時,由潛(qián)水員手持帶照明設備(bèi)的水(shuǐ)下攝像器材下潛作業,攜帶小塊磁鐵、鏟刀、鋼尺、引水定位砣繩及探照燈,並配合實時監控(kòng)錄像係統來獲取水下結構物的影像資料,潛(qián)水員與水麵監控人員實時通訊聯係,以保證檢查攝錄影像的質量和結構物缺陷的各個細節及遇到突發事(shì)件的反(fǎn)應能力。

   ① 檢測範圍:墩台水麵(miàn)線至河床位置。

   ② 移動路線:從水(shuǐ)麵(miàn)線(xiàn)起,按潛水員距離基礎60 cm內的俯仰視角範圍(約1.5m),大致等(děng)分為若幹個此深度範圍(wéi)的區(qū)域,在每個深度區域(yù)內,潛水員360度檢查並拍攝(shè)該深度區域的基礎表麵,從而完整的反映結構(gòu)物在水下的病害(hài)情況。

   ③ 病害(hài)定位:如在某一(yī)位置發現病害後,由潛水員根據深(shēn)度表或攜帶的標尺,判斷(duàn)病害所在(zài)的深度(dù),並在該位(wèi)置釋放浮標,水麵人員根據預定坐標和水流影響,大致判定浮標相對基(jī)礎所在方向,並結合(hé)深度來確定病害具體位置,在立柱(zhù)水位線上對應(yīng)位置進行標(biāo)識,在記錄紙上(shàng)記錄病害發生的樁號、高(gāo)度、徑向位置、錄像文件編號並繪製病害方位示意圖。

   ④截圖和錄像:對無病害的樁截(jié)圖2-3張;對有病害的基礎除進行正常截圖外,病害部位應從(cóng)不同(tóng)角度進行截圖,圖片能夠完(wán)全反映病害的類型及病害的嚴重程度。

   對(duì)水下檢測的(de)影像資料進(jìn)行後期處理,並對缺陷(xiàn)處的描述進行錄(lù)音(yīn)解說,最終整合(hé)到相應視(shì)頻文(wén)件中去。

   潛(qián)水檢測的優點在於對基礎附近的水質要求較低(無論清水、混水均可),在檢測區域內不留死角,且在檢測的同時,可以對一些缺陷進行及時(shí)修補。缺(quē)點(diǎn)是檢測速度慢、檢測費用高以及潛水員人身安全威脅較大,特別是在深水、湍急河流以(yǐ)及橋下有(yǒu)沉船等情況下,潛水(shuǐ)員容(róng)易出現安全事故。從理論上講,隻要潛水深度在生命(mìng)安全範圍內(一般不超過60m),潛水檢測基礎均能實施。因(yīn)此(cǐ),除了坐落於大江大河上的橋梁以及跨海大橋外(wài)(一(yī)般水深均較深),潛水檢測對於一般的大橋、特大橋(qiáo)基礎均能實現檢測任務。

   (4)水下機器人檢測作業方(fāng)法。

   水下遙控機器人(英文縮寫(xiě)ROV)潛(qián)水有多種,通常可(kě)分(fèn)為小型(xíng)觀察型和作業型兩種。檢測人員應根據不同檢測環境以及檢測目選擇合適的水下機器人。現場檢測時具體工(gōng)作流程如下:

   Ø 入水:首先將ROV擺到船舷以外,監控員

   認為滿足條件後,通知(zhī)絞盤操作員開始下放臍帶(dài),ROV垂直下水,到達預定水深後停止下放。

   Ø 遊動:釋放韁繩,ROV在操作員的控製(zhì)下

   靠(kào)自(zì)身的推進係統上(shàng)下、左右、前後自由遊動。

   Ø 定位:ROV自身攜帶有水下定位係統及聲

   納掃測係統。

   Ø 監控與作業(yè):ROV水下就位後,依靠自身

   配置的水下監控攝像機從不同的角度實時(shí)監控水下情況,並通過ROV水下操(cāo)作係統完成(chéng)各(gè)種動作。

   Ø 出水:ROV水下完成(chéng)作業後,不存在如同

   潛水員一樣水下減壓,隨時可以撤離。

   其(qí)他(tā)程序與組合式(shì)水下攝像儀檢測方法相同(tóng)。

   水下機器人檢測作業的優點在於能深水檢測,這是組合式水下攝像儀檢測以及潛水檢測無(wú)法比擬(nǐ)的優勢;缺點是目前水下機器人的推進器(qì)動力還不足,一般水下檢查作業型的抗水能力是2~4節。因此,檢查型的水下機器人目前(qián)適合(hé)於流速較低跨海橋梁以及庫區橋梁的基礎檢測,對於流速較大的橋梁基礎尚不能完成檢測任務。

   3、檢測工程實例

   (1)潛(qián)水檢測某橋墩樁基礎

   某大橋(qiáo)為高速公路橋梁(liáng),汛期(qī)時橋下江水較為湍(tuān)急,容易對入水橋墩樁基(jī)礎造(zào)成衝刷。為(wéi)了查明該橋某橋墩樁基礎病害情況(kuàng),根據(jù)現場條件決定采用人工潛水檢測樁基礎。

   檢測結果表明該橋橋墩樁基表麵有黃泥夾層和保護層剝落、露筋現象。

   (2)水下機器人(ROV)檢測某(mǒu)庫區橋梁

   某庫區橋梁運營多年後,發現橋墩出現沉(chén)降裂縫(féng),為了查明橋墩(dūn)基礎(chǔ)是否完好(hǎo),決(jué)定立即對(duì)某橋墩基礎實施一次檢測。通過現場實地調查(chá),發(fā)現(xiàn)本次檢測具(jù)有以兩個下特點:

   Ø 作業區域水較深(shēn),若采用潛水(shuǐ)檢測具有一定的危險性;

   Ø 工期緊,必須在汛期前完成檢查工作。

   針對本次工程項目的特點(diǎn)及施工要求,綜合比較後,決(jué)定采用水下機器人(ROV)進行檢測。

   檢測結果表明被(bèi)檢測橋墩基礎無傾斜、沉降,但表麵滋生大量微生物,局部有鋼筋外露(lù)鏽蝕。

   4結 論

   上述三種方法均能應(yīng)用於橋梁墩台水下基礎(chǔ)檢測,但每種(zhǒng)方法都(dōu)具有各自的優缺點,檢測人員應該(gāi)根據橋梁所處的地形地貌(mào)、水(shuǐ)流流(liú)速以及檢(jiǎn)測任務的差異性選擇合適的方(fāng)法,最終達到檢測目的。


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