橋梁常規(guī)檢測技術

橋梁的健康狀況是橋梁管理者最關心的問題,橋梁運營管理的關鍵是要及時發(fā)現和處理一些缺陷,避免事故的發(fā)生。定期進行橋梁檢測有助于盡早發(fā)現病害,以便及時維修與加固,進而節(jié)約橋梁維修費用,提高橋梁運營期的綜合經濟效益,對于確保橋梁安全運營與延長使用壽命具有重要意義。
橋梁檢測分類
1)按照受力狀態(tài)可分為靜載試驗和動載試驗。
在靜載作用下,一般要測定作用力的大?。òo荷載、 支座反力、推力等的大?。?、構件的內力(包括彎矩、軸向力、剪力、 扭矩等)、 斷面上各種應力的分布狀態(tài)及其大小、 各種變形(包括撓度、 相對位移、 轉角等)以及局部損壞現象(如裂紋)。
2)按照試驗破損情況分為無損檢測、半破損檢測和破壞性檢測。
我國橋梁檢測以動靜載試驗為主,輔以混凝土強度試驗、超聲波探測與腐蝕作用試驗等多種方法,這些檢測方法是傳統(tǒng)方法,在橋梁檢測中應用最為廣泛。
橋梁檢測技術已得到了一定的發(fā)展, 對結構在工作環(huán)境、運營條件特性的認識也將不斷地得到深化,為橋梁極早發(fā)現病害提供了更多手段。
橋梁常用檢測方法
強度檢測
1)回彈法檢測
回彈法混凝土強度主要是通過回彈儀在結構混凝土各測區(qū)內測量回彈值R,根據規(guī)范中給出的相關公式求其每個測區(qū)的平均回彈值,結合檢測的混凝土碳化深度值,然后根據規(guī)范中已建立的測區(qū)混凝土強度換算表,查規(guī)范得 測區(qū)的混凝土強度值。
回彈法是混凝土表面硬度的檢測方法,優(yōu)點是操作易于掌握,儀器構造簡單,檢測效率高,費用低廉。缺點是受參數、測試環(huán)境和混凝土表面狀態(tài)影響較大,結果 波動性大。
2)超聲法
超聲法對混凝土強度進行檢測是利用波在混凝土中的傳播速度隨強度等級的增高而增大的原理進行強度檢測。
將超聲波換能器置于被測物體上(黃油、凡士林或水等耦合劑等),通過儀器中的脈沖信號發(fā)生器發(fā)出一系列的周期性電脈沖,加在發(fā)射換能器上的壓電體上,轉換成超聲脈沖,穿過被測物到達接受換能器,超聲儀將接收到波速、波幅、頻率、波形等聲學參數,通過對各參數綜合分析和判斷,從而可對混凝土強度強度,進而還可以推斷混凝土完整性、均勻性的缺陷。
3)超聲-回彈綜合法
超聲-回彈綜合法以材料的應力應變行為與強度的關系為依據進行強度檢測。
在結構混凝土同一測區(qū)分別測量聲時值t和回彈值R,然后利用已建立起來的測強公式推算該測區(qū)強度的一種方法。在測試結果上將超聲法和回彈法結合在一起,起到互相補充測試受不同因素影響,產生的測試偏差,使結果更加接近真實值。
鋼筋檢測
其檢測內容包括 鋼筋銹蝕電位 、混凝土氯離子含量 、混凝土電阻率 以及 混凝土碳化深度 。
鋼筋銹蝕檢測是通過對鋼筋所處環(huán)境情況(如混凝土中氯離子含量、混凝土電阻率和碳化深度等)和鋼筋本身自然電位的檢測結果,綜合評定橋梁結構中鋼筋銹蝕狀況。
電磁法采用電磁感應原理對鋼筋混凝土結構中鋼筋位置、間距、保護層厚度和鋼筋直徑進行無損檢測。
力學檢測法
1)橋梁靜載試驗
根據有關規(guī)范和規(guī)程的指標,通過對橋梁實際加載,檢測橋梁最不利截面的變形和受力狀態(tài),從而推斷橋梁結構在荷載作用下的實際工作狀態(tài)和使用承載能力; 測試方法上可以采用指定荷載級別的車輛緩慢行駛到測試部位進行加載。 條件受限制時,也以施加荷重(水泥,預制塊件,水箱加水等)或者以液壓千斤頂裝置施力等方式來模擬某一等級的車輛荷載。
結構靜載試驗的評價指標主要有兩個方面:一方面通過比較控制測點的實測值與理論計算值來評價結構的工作性能與安全儲備;另一方面是通過比較控制測點的實測值與規(guī)范允許值來評價結構所處的工作狀況。
2)橋梁動載試驗
橋梁結構是以承受車輛荷載為主 的,車輛荷載對橋梁的沖擊和振動影響,常會使其產生的動力效應大于相應的靜力效應。因此通過動載試驗測定橋梁結構動力特性參數和在動力荷載作用下的強迫振動響應,確定橋梁在車輛荷載作用下的動力效應及使用條件,對橋梁評價是十分重要。
橋梁結構的振動分析是橋梁結構分析的又一項重要內容,包括兩方面:
一是測量車輛荷載作用在橋梁指定斷面上的動應變或指定點的動撓度;
二是測量橋梁結構的自振特性和動力響應。
動載試驗結果分析,對橋梁結構承載能力作出切合實際的評價,也是對既有橋梁使用功能作實質性的分析評定。
測試儀器主要包括拾振器、信號放大器、動態(tài)電阻應變儀、光線示波器、筆錄儀、磁帶記錄儀與數字信號處理機等。通常情況下,中小跨徑梁橋可采用磁電式測試系統(tǒng)量測橋梁結構的自振特性,對大跨徑橋梁可采用壓電式測試系統(tǒng)量測超低頻振動