關(guān)于橋梁檢測(cè)定位方法的幾點(diǎn)研究
2015-04-23
一、橋梁全面檢測(cè)理論
1對(duì)引道及橋址周邊環(huán)境進(jìn)行檢查量測(cè)
(1)查看正橋與引橋、引遭(線)銜接處是否正常與竣工時(shí)情況相比較是否有變化51-論文-網(wǎng)-歡迎您
(2)橋址及其附近水流河道是否改變必要時(shí)還應(yīng)測(cè)定主河槽水流速度及其流向橋下凈寬有無(wú)改變橋墩臺(tái)處局部沖刷與設(shè)計(jì)有關(guān)數(shù)據(jù)相比是否增大51-論文-網(wǎng)-歡迎您
(3)兩岸橋頭填土石砌錐坡有無(wú)沖刷、滑移和損壞51-論文-網(wǎng)-歡迎您
2、量測(cè)壘橋標(biāo)高和線形
(1)橋標(biāo)高和線形有聯(lián)系關(guān)系但又有區(qū)別前者是指某點(diǎn)高程值后者則是橋梁相關(guān)點(diǎn)連線一座設(shè)計(jì)施工質(zhì)量良好橋梁其標(biāo)高和線形均應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)期望值51-論文-網(wǎng)-歡迎您
(2)量測(cè)主要部位和項(xiàng)目有：墩臺(tái)支承墊石(即支座墊板)頂面、承臺(tái)頂面和梁底處標(biāo)高；墩臺(tái)身在橋縱、橫向有無(wú)偏移傾斜①對(duì)斜拉橋和懸索橋還應(yīng)量測(cè)其主塔身在橋縱、橫向有無(wú)偏移傾斜塔頂變位②對(duì)懸索橋還應(yīng)量測(cè)主纜線形；③對(duì)拱橋還應(yīng)量測(cè)拱肋軸線線形51-論文-網(wǎng)-歡迎您
3、圬工粱拱檢查量測(cè)
(1)檢查圬工有無(wú)風(fēng)化、剝落、破損及裂逢注意變截面處、加固修復(fù)處及防水層情況對(duì)圬工剝落、裂縫處應(yīng)注意鋼筋銹蝕情況51-論文-網(wǎng)-歡迎您
鋼筋混凝土梁應(yīng)重點(diǎn)檢查寬度超過(guò)0.2 m m豎向裂縫并注意檢查有無(wú)斜向裂縫及順?lè)较蚩v向裂縫預(yù)應(yīng)力鋼筋混梁要觀測(cè)梁上拱度變化并注意檢查有無(wú)不允許出現(xiàn)垂直于主筋豎向裂縫51-論文-網(wǎng)-歡迎您
(2)拱橋應(yīng)量測(cè)實(shí)際拱軸線和拱圈(或拱肋)尺寸并檢查它們有無(wú)橫向(垂直于路線方向)裂縫發(fā)生51-論
4、鋼結(jié)構(gòu)檢查量測(cè)
(1)檢查鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件油漆涂層完好程度有無(wú)起皮、剝落、銹斑等是容易積水積塵或不通風(fēng)部位有無(wú)銹蝕銹蝕嚴(yán)重應(yīng)量測(cè)鋼板或構(gòu)件實(shí)際剩余厚度以便考慮斷面削弱影響51-論文-網(wǎng)-歡迎您
(2)檢查構(gòu)件有無(wú)裂紋、穿孔、硬傷、硬彎、歪扭、爆皮及材料夾層等要注意以下部位有無(wú)疲勞裂紋發(fā)生：承受拉力或反復(fù)應(yīng)力桿件與節(jié)點(diǎn)板連接處或桿(構(gòu))件接頭處；由于損傷造成桿(構(gòu))件斷面削弱及應(yīng)力集中處；縱梁與橫粱連接角鋼；無(wú)蓋板縱梁上翼緣角鋼；主梁間縱向聯(lián)結(jié)系連接處；單剪鉚釘處焊縫端部及其附近基材；U形肋與橫隔板連接處焊縫等51-論文-網(wǎng)-歡迎您
(3)檢查鋼箱梁工地拼接大環(huán)形焊縫(即同一截面頂板一腹板一底板一腹板周圈焊縫)和U形肋嵌補(bǔ)段焊縫有無(wú)異常51-論文-網(wǎng)-歡迎您
(4)檢查桿件平直度當(dāng)城市桿彎曲矢大于桿件由長(zhǎng)度1‰、拉桿彎曲矢度大于桿件自由長(zhǎng)度1／500時(shí)均應(yīng)注意彎曲影響51-論文-網(wǎng)-歡迎您
(5)檢查鉚釘頭有無(wú)銹蝕鉚釘有無(wú)松動(dòng)檢查高強(qiáng)度螺栓是否完好有無(wú)松動(dòng)和延遲斷裂等情況；有無(wú)因銹蝕或其它原因降低磨擦力現(xiàn)象；并應(yīng)嚴(yán)密注意節(jié)點(diǎn)滑移拱度變化51-論文-網(wǎng)-歡迎您
5、磚石砌體檢查量測(cè)
磚石砌體不同于鋼筋混凝土特點(diǎn)是抗拉強(qiáng)度更小結(jié)構(gòu)脆性大開(kāi)裂荷載比較接近或幾乎等于破壞荷載因此當(dāng)磚石砌體出現(xiàn)由于荷載引起裂縫時(shí)往往是砌體破壞特征或前兆51-論文-網(wǎng)-歡迎您
6、墩臺(tái)及基礎(chǔ)檢查量測(cè)
(1)墩臺(tái)缺陷主要表現(xiàn)是：裂縫、剝落、空洞、鋼筋外露及銹蝕、老化、變形位移等51-論文-網(wǎng)
(2)檢查時(shí)應(yīng)對(duì)裂縫及破損具體位置、寬度、長(zhǎng)度、深度進(jìn)行量測(cè)和描述繪制成圖51-論文-網(wǎng)-歡迎您
7、地基檢驗(yàn)
當(dāng)墩臺(tái)有沉降、傾斜、位移時(shí)一定要對(duì)地基進(jìn)行探測(cè)和商討51-論文對(duì)已成橋地其檢測(cè)是比較困難和麻煩可用觸探和鉆孔取樣方法也可用荷載板試驗(yàn)但很難在原位進(jìn)行常常只能是接近基礎(chǔ)原位對(duì)巖地基可在基巖露頭地點(diǎn)進(jìn)行檢驗(yàn)5
8.檢測(cè)內(nèi)容
8．1 橋面系
橋面系包括橋面鋪裝、人行道、欄桿、排水設(shè)施及伸縮縫等。主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行檢查：
(1)橋面鋪裝有無(wú)裂縫、剝落、洼地積水、坑穴、波浪和鼓包；
(2)人行道及緣石有無(wú)剝落、破損；
(3)欄桿系有無(wú)撞擊損壞、松動(dòng)、開(kāi)裂、下?lián)?、上拱、歪斜及?gòu)件混凝土開(kāi)裂；
(4)橋面排水設(shè)施有無(wú)破損、堵塞和漏水；
(5)伸縮縫有無(wú)破損，其功能是否正常。
8．2 上部結(jié)構(gòu)
(1) 現(xiàn)澆砼梁體混凝土強(qiáng)度；
(2) 現(xiàn)澆砼梁體混凝土碳化深度；
(3)梁體裂縫狀況及分布規(guī)律等。
8．3 下部結(jié)構(gòu)
(1)墩臺(tái)裂縫狀況及分布規(guī)律；
(2)框架橋墩的風(fēng)化、剝落、開(kāi)裂、錯(cuò)位、下沉及水平位移或轉(zhuǎn)動(dòng)等情況。
8．4 支座
(1)支座功能是否完好；
(2)組件是否完整、清潔；
(3)底座、梁底、輥軸混凝土是否碎裂；
(4)座板、齒板有無(wú)脫焊；
(5)有無(wú)斷裂、錯(cuò)位和脫空現(xiàn)象；
(6)橡膠支座的是否老化、變形、失效。
9.混凝土檢查評(píng)估方法
9．1 混凝土強(qiáng)度檢測(cè)
利用回彈儀進(jìn)行，測(cè)區(qū)的選定采用抽檢的辦法，測(cè)區(qū)主要選擇在構(gòu)件受力最不利的部位，測(cè)區(qū)面積在0．2m×0．2m以?xún)?nèi)，測(cè)點(diǎn)在其中均勻分布。按照《回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)范》(JG／T23—2001)規(guī)定，在每一個(gè)檢測(cè)區(qū)域取16個(gè)回彈值。
9．2 混凝土碳化深度的測(cè)量
在回彈值測(cè)定的測(cè)區(qū)或附近，先用沖擊鉆鉆一個(gè)直徑為16mm，深度為15ram的孔，清除干凈后，利用濃度為1的酚酞酒精溶液滴在鑿除部位的邊緣。稍停片刻后，利用游標(biāo)卡尺或鋼板尺測(cè)量已碳化和未碳化混凝土交界面到混凝土表面的距離3～4次，每次讀數(shù)精確到1mm。
9．3 裂縫檢測(cè)
采用刻度放大鏡對(duì)裂縫寬度進(jìn)行觀察測(cè)量。
9．4 現(xiàn)澆砼混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)
采用回彈值碳化修正法測(cè)定混凝土強(qiáng)度。碳化回彈綜合測(cè)定混凝土強(qiáng)度是指采用回彈儀，在結(jié)構(gòu)混凝土同一測(cè)區(qū)分別測(cè)定回彈值和碳化深度值，然后利用碳化深度對(duì)回彈值進(jìn)行修正，從而推算測(cè)區(qū)混凝土強(qiáng)度的一種方法。該方法具有以下特點(diǎn)：減少齡期和含水率的影響，彌補(bǔ)各參數(shù)相互不足，提高測(cè)量精度。本橋采用抽樣檢驗(yàn)方法，抽取具有代表性的構(gòu)件進(jìn)行檢測(cè)，作為該橋梁砼強(qiáng)度的參考值。每個(gè)測(cè)區(qū)分別測(cè)量碳化深度值和回彈值。
10.橋梁承載力評(píng)定方法
目前對(duì)于橋梁承載力的評(píng)定 可分為4類(lèi)：基于病害調(diào)查的經(jīng)驗(yàn)評(píng)定方法，分析計(jì)算法，綜合分析法，荷載試驗(yàn)法。
10．1 基于病害調(diào)查的經(jīng)驗(yàn)評(píng)定方法
此方法的主要依據(jù)是《公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》(JTJ 073—96)。在橋梁檢查的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)橋梁的技術(shù)狀況及缺陷和損傷的性質(zhì)、部位、嚴(yán)重程度和發(fā)展趨勢(shì)的調(diào)查，弄清出現(xiàn)缺陷和損傷的主要原因，分析和評(píng)價(jià)既存缺陷及損傷對(duì)橋梁質(zhì)量和使用承載能力的影響，并為橋梁維修和加固設(shè)計(jì)提供可靠的技術(shù)數(shù)據(jù)和依據(jù)。這種方法要求現(xiàn)場(chǎng)檢查人員必須具有豐富的工程經(jīng)驗(yàn)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)。
10．2 分析計(jì)算法
這一方法主要根據(jù)實(shí)測(cè)的材料性能、結(jié)構(gòu)幾何尺寸、支撐條件、外觀缺陷及通行荷載，按照橋梁結(jié)構(gòu)的計(jì)算理論來(lái)評(píng)定承載力，是一種定量了解舊橋承載力的方法，國(guó)內(nèi)外學(xué)者作了大量研究工作，許多國(guó)家都趨向于以“鑒定系數(shù)”來(lái)評(píng)價(jià)承載力。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)特別是鋼筋混凝土有限元理論的發(fā)展，有限元計(jì)算法引起了各國(guó)學(xué)者的重視。編制有限元計(jì)算程序或采用通用的有限元分析軟件，用計(jì)算機(jī)模擬實(shí)際橋梁的荷載試驗(yàn)，計(jì)算橋梁的實(shí)際承載力，評(píng)定步驟如下：① 橋梁調(diào)查；② 確定加載形式并劃分單元；③ 分級(jí)加載計(jì)算；④ 評(píng)定承載力。
10．3 綜合分析法
此方法是在橋梁檢查的基礎(chǔ)上，采用無(wú)破損方式測(cè)定混凝土強(qiáng)度、混凝土碳化深度、混凝土氯離子含量、混凝土電阻率、鋼筋混凝土保護(hù)層厚度和結(jié)構(gòu)混凝土中鋼筋銹蝕狀況，進(jìn)行折減后的結(jié)構(gòu)承載力驗(yàn)算，綜合分析計(jì)算結(jié)果和結(jié)構(gòu)裂縫等外觀條件，評(píng)定結(jié)構(gòu)材料狀況。
10．4 荷載試驗(yàn)法
如前所述的基于病害調(diào)查的經(jīng)驗(yàn)評(píng)定法和綜合分析法對(duì)于橋梁承載力的初步評(píng)定是有效的，特別是對(duì)于全線橋梁的總體評(píng)價(jià)、劃分橋梁類(lèi)型、確定維修加固的輕重緩急是經(jīng)濟(jì)有效的方法。然而，對(duì)于重要的大型橋梁，需進(jìn)一步進(jìn)行荷載試驗(yàn)來(lái)
定實(shí)際的承載能力。荷載試驗(yàn)方法是在橋梁結(jié)構(gòu)鑒定中應(yīng)用歷史最長(zhǎng)的方法。主要優(yōu)點(diǎn)是直觀，較可靠，故多用于新結(jié)構(gòu)的研究和橋梁質(zhì)量的評(píng)定。在舊橋的評(píng)定中，又多用于橋梁實(shí)際工作狀態(tài)不明確情況下的評(píng)定和研究工作，以彌補(bǔ)根據(jù)外觀調(diào)查評(píng)定和綜合分析評(píng)定方法的不足。但是，一般進(jìn)行荷載試驗(yàn)要封閉路線，花費(fèi)的資金較多，耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，只能對(duì)重要的大型橋梁進(jìn)行荷載試驗(yàn)。這種荷載試驗(yàn)是非破壞性的，根據(jù)試驗(yàn)荷載的作用性質(zhì)，通常分為靜載試驗(yàn)和動(dòng)載試驗(yàn)，前者反映橋梁在靜載作用下的結(jié)構(gòu)工作性能，后者反映橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力性能靜載試驗(yàn)，通常采用車(chē)輛加載方式，測(cè)定梁的應(yīng)變、撓度和裂縫，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算值的對(duì)比分析，來(lái)判斷橋梁的實(shí)際承載能力。
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二橋梁檢測(cè)定位方法
結(jié)構(gòu)理論模型進(jìn)行調(diào)整或修正使得修正后模態(tài)參數(shù)與實(shí)驗(yàn)相一致這一過(guò)程即有限元模型修正51-論文-網(wǎng)-
模型修正法在橋梁監(jiān)測(cè)中主要用于把實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)振動(dòng)反應(yīng)記錄與原先模型計(jì)算結(jié)果進(jìn)行綜合比較利用直接或間接測(cè)知模態(tài)參數(shù)加速度時(shí)程記錄頻響函數(shù)等通過(guò)條件優(yōu)化約束不斷地修正模型中剛度和質(zhì)量信息從而得到結(jié)構(gòu)變化信息實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷判別與定位其主要方法有：
(1)矩陣型法是發(fā)展最早最成熟修正計(jì)算模型整個(gè)矩陣一類(lèi)方法它具有精度高、執(zhí)行容易特點(diǎn)主要缺點(diǎn)是所修正模型物理意義不明確喪失了原有限元模型帶狀特點(diǎn)這代表應(yīng)屬Berman／Baruch最優(yōu)法51-論您
(2)子矩陣修正法通過(guò)對(duì)待修正字矩陣或單元矩陣定義修正系數(shù)通過(guò)對(duì)字矩陣修正系數(shù)調(diào)整來(lái)修正結(jié)構(gòu)剛度該方法最大優(yōu)點(diǎn)是修正后剛度矩陣仍保持者原矩陣對(duì)稱(chēng)稀疏性51-論文-網(wǎng)-歡迎您
(3)靈敏度法修正結(jié)構(gòu)參數(shù)通過(guò)修正結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)彈性模量E截面面積A等來(lái)對(duì)有限元模型進(jìn)行修正
2指紋分析方法尋找與結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性有關(guān)動(dòng)力指紋通過(guò)這些指紋變化來(lái)判斷結(jié)構(gòu)真實(shí)狀況51-論您
在線監(jiān)測(cè)中頻率是最易獲得模態(tài)參數(shù)而且精度很高因此通過(guò)監(jiān)測(cè)頻率變化來(lái)識(shí)別結(jié)構(gòu)破損是否發(fā)生是最為簡(jiǎn)單此外振型也可用于結(jié)構(gòu)破損振型測(cè)試精度低于頻率但振型包含更多破損信息利用振型判斷結(jié)構(gòu)破損是否發(fā)生途徑很多；MACCOMAeCMSDI和柔度矩陣法51-論文-網(wǎng)-歡迎您
但大量模型和實(shí)際結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)表明結(jié)構(gòu)損傷導(dǎo)致固有頻率變化很小而振型形式變化明顯一般損傷使結(jié)構(gòu)自振頻率變化都在5％以?xún)?nèi)一般認(rèn)為自振頻率直接用來(lái)作為橋梁監(jiān)測(cè)指紋而振型雖然對(duì)局部剛度比較敏感但精確測(cè)量比較困難MACCOMACCMS等依賴(lài)于振型動(dòng)力指紋都遇到同樣問(wèn)題對(duì)橋缺損狀態(tài)評(píng)價(jià)缺乏統(tǒng)一有效指標(biāo)有人以模糊理論結(jié)構(gòu)可靠度理論等為理論框架建立了各種橋梁使用性能評(píng)估專(zhuān)家系統(tǒng)但必須首先建立各種規(guī)范和專(zhuān)家數(shù)據(jù)庫(kù)
結(jié)束語(yǔ)
橋梁檢測(cè)工作技術(shù)復(fù)雜、操作難度大、科技含量高，而且是高空和危險(xiǎn)作業(yè)，擔(dān)負(fù)任務(wù)的工程技術(shù)人員責(zé)任重大。只有把實(shí)踐和理論充分結(jié)合起來(lái)，工程技術(shù)人員才能對(duì)橋梁作出正確的檢測(cè)和評(píng)估，設(shè)計(jì)出切實(shí)可行的加固方法，從而增強(qiáng)橋梁的使用能力，延長(zhǎng)橋梁的使用壽命。
3.檢測(cè)依據(jù)
橋梁檢測(cè)主要依據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家、交通部及建設(shè)部等頒發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行，有關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)各規(guī)范如下：
(I)《公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》(JTJ073—96)；
(2)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTG B01-2003)；
(3)《公路舊橋承載力鑒定方法(試行)》(1998)；
(4)《混凝土結(jié)構(gòu)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)~(GB50152-92)；
(5)《回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》(JTJ／T23- 2001)；
(6)《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(JTJ071-98)；
(7)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTG D60-2004)；
(8)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D62-2004)；
(9)《城市橋梁設(shè)計(jì)準(zhǔn)則》(CJj1I-93)；
(10)《城市橋梁設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)》(CJJ77—98)JTJ073。
