浅谈混凝土桥梁检测技术与应用

时间:2014-09-09 11:13 来源:www.fabiaoba.com 作者:谷盈葛 点击:
  摘要:随着经济建设的飞速发展,我国桥梁建设取得了丰收成果。通常,为了保证工程的施工质量以及运行安全在桥梁的建设和运营期间需要对桥梁进行大量的常规检测;而且许多早期桥梁工程会因年久失修而产生混凝土表面脱落、钢筋外露或者是混凝土盐蚀等现象,最终导致桥梁的局部区域出现破坏使得桥梁表面的抗压能力受到严重的削弱。因此,对桥梁检测技术的研究不仅要对桥梁进行静载试验和动载试验,而且还要加强早期桥梁的检测与维护工程。只有对已建桥梁进行定期的检测和评估才能够有效的保证桥梁持久、安全的使用。
 
  关键词:桥梁工程;混凝土施工;检测技术
 
  中图分类号:TU528文献标识码: A
 
  在修建混凝土桥梁的施工工程之中,因为建筑施工的不足和混凝土这种材料本身存在的缺陷以及混凝土桥梁使用环境受到的侵蚀,经过一段时间的使用之后,有很多混凝土的桥梁发生了比较严重的破坏。这就造成了用于维修的投资费
 
  用和重建的投资费用逐年增加。所以我们对混凝土桥梁的质量进行及时的检测,是减少工程事故以及避免资金的浪费必须要做的工作,因此,混凝土桥梁的检测技术越来越被建筑工程相关技术人员应用。
 
  一、桥梁检测的应用及意义
 
  桥梁检测工程技术人员对现有的混凝土桥梁的检测项目有桥梁的使用状况、缺陷和损伤情况等等,检测技术人员通过对这些指标进行细致、深入的现场检测,明确地调查和分析出混凝土桥梁缺陷和损伤所在,包括桥梁损伤以及缺陷的性质、位置及它们的发展趋势等等,通过这种细致周到的现场检测来寻找桥梁缺陷及损伤产生的具体原因,使桥梁检测工作人员更容易分析、评价缺陷及损伤这些原因对混凝土桥梁使用性能以及承载力的影响程度,这些检测为混凝土桥梁维护、加固提供准确可靠的现场第一手资料。
 
  二、桥梁检测内容及设备
 
  桥梁检测一般包括:桥梁缺损状况调查;结构检算;荷载试验。以上是桥梁检测评定的主要组成部分,后一步是对前一步的深化和补充。通常情况下,根据桥梁缺损状况调查和质量状况检测的评定,结合结构检算分析,就可以对桥梁的工作状态和承载能力进行评定。但是对于特大型桥梁或结构病害严重的桥梁,当通过调查、检测和检算尚不能确定其承载能力时,就应该通过荷载试验评定。检测的详细内容有:
 
  (1)桥面结构,桥面铺装有无裂缝、剥落、洼地积水、坑穴、波浪和鼓包;栏杆系有无撞击损坏、松动、开裂、下挠、上拱、歪斜及构件混凝土开裂;桥面排水设施有无破损、堵塞和漏,伸缩缝有无破损,其功能是否正常。
 
  (2)上部结构,空心板梁体混凝土强度;空心板梁体混凝土碳化深度;梁体裂缝状况及分布规律等。
 
  (3)下部结构,墩台裂缝状况及分布规律;框架桥墩的风化、剥落、开裂、错位、下沉及水平位移或转动等情况。
 
  (4)支座部分,支座功能是否完好;组件是否完整、清洁;底座、梁底、辊轴混凝土是否碎裂;座板、齿板有无脱焊;有无断裂、错位和脱空现象;橡胶支座的是否老化、变形、失效等。
 
  桥梁检测的仪器设备、测试元件和技术是桥梁检测的重要保障,必须具有科学性和准确性。在静载、动载实验检测中主要测试内容包括作用力的大小、结构截面各种应力的分布和大小、局部结构损坏的情况和动载作用下结构的动应力、自振特性、动挠度等参数。检测仪器包括电测试仪、光学仪器、升学仪器、机械式测试仪器、伺服式仪器等,具体的仪器有直读式的、自动纪录式、模拟式和数字式等。在桥梁检测中,要求合理选用仪器的量程、准确度、灵敏度和野外稳定性抗干扰能力,仪器尽量结构简单,轻巧方便适合携带,并且坚固耐用,含有多种用途。具体选用要根据桥梁所处的环境,具体参数的测定要求等。经常使用的测试仪器有测力计、应变计、位移计、倾角仪、测振仪等。
 
  三、混凝土桥梁的检测方法
 
  荷载试验主要是针对混凝土桥梁来说。混凝土桥梁在以下情况需进行荷载试验:首先对于新建大跨度混凝土桥,特别是建设中采用了新结构、新材料和新工艺的桥跨结构,需要及时进行荷载试验;其次是有特种车辆的新旧桥梁,为检测使用情况而按实际轮位和轴重进行模拟荷载试验的特殊检测;再一个是对修复、改建或加固的旧桥进行荷载检测,其检测目的是为验证工程效果;最后是对于年久失修,而且设计和施工技术数据已经不存在的旧桥,需进行荷载试验。荷载试验分为静载试验和动力试验两类,主要是按所加荷载性质划分,同时按加载数量与标准设计荷载的比值来划分:可分为基本荷载试验、重荷载试验和轻荷载试验三种。
 
  1、做好荷载试验的准备工作
 
  准备试验前,要求尽可能的收集设计与施工资料,这个数据资料对于鉴别桥梁的变化情况以及确定试验荷载、布置测点等工作一样重大,这是原始数据,是和测试数据进行对比分析的基准数。可从设计单位那里索取设计数据,也可以从施工索取施工数据,特别重要的是混凝土的强度增长、弹模、荷载试验时混凝土的龄期等数据资料。做好实桥调查工作,摸清桥址处的供电和交通情况,用图标明病害位置和病害程度;当地的气象情况,有无试验所需的标准车辆等第一手资料。
 
  2、桥梁的静载试验
 
  对混凝土桥梁所进行的静载试验,需进行测试的内容包括以下几方面。结构的竖向挠度、侧向挠度和扭转变形;记录控制截面的应力分布,并取得最大值和偏载特性;支座的伸缩、转角,支座的沉降;仔细观察是否已出现裂缝;细观察卸载后的残余变形;墩顶位移及转角。
 
  3、桥梁的动力试验
 
  对桥梁进行结构动力试验目的是判断桥梁结构运营状况,测试桥梁承载特性。桥梁的动力试验,主要是围绕冲击系数进行测试,包括测定桥跨结构在车辆荷载下的强迫振动特性;测定桥跨结构的自振特性。首先使桥梁结构产生振动,来进行桥跨结构的动力试验,通过仪器记录下结构的振动时程曲线,再通过快速傅立叶转换,分析出结构的各项振动特性。
 
  四、混凝土桥梁检测技术的发展
 
  在美国的混凝土桥梁检测技术发展中,为了确保每年大量桥梁维修经费更加合理的使用,美国公路管理局将以前对桥梁的检测数据与工程的判断组合起来,使测量错误更加明晰,这种混凝土桥梁检测技术被称为贝叶斯预测技术。
 
  贝叶斯预测技术就是指在先验信息以及工程评价的技术基础上对混凝土桥梁衰变进行预测,同时还能够把新的检测数据添加到已有桥梁管理系统的架构当中以利于日后的桥梁检测。目前,上海市就已经开始建立一套上海市城市桥梁管理系统,它主要是运用了模糊数学的知识通过对桥梁结构的不同部位进行评价,然后对评价结果值进行相应的加权处理,最终再通过计算汇总成桥梁缺损值,真正有效的反映出所测试桥梁的可靠使用度。
 
  结束语
 
  桥梁检测对于桥梁的建设起着只管种烟的作用,桥梁检测的工作技术复杂、操作难度大、科技含量高,而且是高空和危险作业,担负任务的工程技术人员责任重大。对于桥梁检测人员只有把实践和理论充分结合起来,工程技术人员才能对桥梁作出正确的检测和评估,设计出切实可行的加固方法,通过合理设计检测的方法,辅以布设长期监测设备,逐步建立桥梁健康监测系统,确保桥梁长期安全运营,增强桥梁的使用能力,延长桥梁的使用寿命。
 
  参考文献
 
  [1]刘含蕊.用于桥梁安全检测的智能感知单元设计[J].西安科技大学.2011.
 
  [2]李晓元,陈晨,王金川.浅谈桥梁检测技术的应用、研究和发展[J].科协论坛(下半月);2010(10).
 
  [3]刘含蕊.用于桥梁安全检测的智能感知单元设计[D].西安科技大学.2011.
 
  [4]李晓元,陈晨,王金川.浅谈桥梁检测技术的应用、研究和发展[J].科协论坛(下半月);2010(10).
 
  [5]李晓元,陈晨,王金川.浅谈桥梁检测技术的应用、研究和发展[J].科协论坛(下半月);2010(10).

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