城市特大桥梁质量检测监控技术

发表时间:2016/9/23   来源:《工程建设标准化》2016年8月总第213期   作者:李祖兴 赖晓斌
[导读] 在新时期城市特大桥梁施工建设趋于增多的背景下,加强桥梁质量检测监控技术的应用和研究,重要且必要。

(赣州城投集团,江西,赣州,341000)
  【摘  要】桥梁质量的好坏,直接影响到了经济的发展和人员的生命安全。我国的道路桥梁施工质量与安全保证存在着不足,而其中的质量检测监控技术尤为重要,文章从桥梁工程检测技术的基本内容、我国道路桥梁施工检测的现状分析、先进桥梁工程检测技术的应用、桥梁工程检测技术发展情况及对未来的展望四个方面来阐述。
  【关键词】城市桥梁;质量检测;监控
  城市特大桥梁在施工建设中的问题和不足容易对其实际投入运行造成重大影响,检测技术的不到位是此类问题的重要原因,在新时期城市特大桥梁施工建设趋于增多的背景下,加强桥梁质量检测监控技术的应用和研究,重要且必要。
  1 桥梁工程检测技术的基本内容
  桥梁检查的基本内容主要包括外观检查和内部缺陷检查两个方面:
  1.1外观检查
  外观检查要求做到抓住重点,力求全面。通常可以根据桥型确定调查的要点,如梁桥的检查要点有:跨中区域的裂缝、挠度;端部的斜裂缝;主梁连接部位的状况;构件的外观质量等等。拱桥的检查要点有拱圈拱顶下缘与拱脚上缘裂缝;拱轴线的坐标;墩的位移等等。而索结构则还有索、锚的质量状况等等。桥梁从总体上可以分为上部结构、下部结构、附属结构。上部结构在梁式桥中主要是指主梁,在拱中则还包括主拱肋、拱波、拉索、风撑等等,根据结构形式有所区别;下部结构则包括桥墩、桥台、基础与承台、桩等; 附属结构则有桥面铺装、人行道、缘石、栏杆、伸缩缝等。每个部位都有其自己的受力特征,病害也有一些共性,如果出现的不是常规病害,应当仔细研究找出病因,常规病害在找出病因的同时,应根据其损坏程度进行评估,然后确定是否有必要加固或更换构件用以维持正常的运营。
  1.2 内部缺陷检查
  混凝土构件中常见的缺陷有裂缝、碎裂、剥落、层离、蜂窝、空洞、环境侵蚀和钢筋锈蚀等。一些缺陷仅靠外观检查是难以发现的,因此必须借助其他方法进行检测。目前常用的无损探测方法有声波检测法、超声波探伤法和雷达检测技术。用锤或敲击构件听其声音的差异来判断构件有否损坏,这是简便的人工检查方法,也是一般检查中常用的手段;用超声波脉冲速度法可探查钢材、焊缝和混凝土中存在的裂缝、空洞、夹渣和火灾损伤等;使用脉冲雷达的电磁回波法能检测具有沥青覆盖层的混凝土桥面板。
  2 我国桥梁施工检测的现状分析
  2.1 桥梁检测的具体内容及常规方法
  2.1.1 应力和绕度。检测内容包括变形和振动;检测方法有激光检测法和加速器传感器。
  2.1.2 外观检测。主要的检测内容有表面缺陷及破损、 裂缝的分布情况、裂缝宽度及深度、内部缺陷等等;用于该环节的常规检测方法有自测法、激光传感器、热像仪、超声波检测、玻璃纤维传感器等等。
  2.1.3 强度和刚度。这里强度和刚度主要是针对混凝土而言的,检测内容主要包括混凝土强度以及弹性模量;常用的方法为超声波检测以及回弹试验。
  2.1.4 扩散深度。


包括碳化深度、氧化深度、侵蚀深度等等;常用的检测方法为钻芯取样法。
  2.1.5 钢筋锈蚀。检测的内容包括锈蚀位置及锈蚀程度;常用的方法是自然点位法。
  2.2 检测方法中存在的问题
  据有关数据证实,裂缝是造成桥梁损坏的首要原因,其次是剥落、坑洼等质量问题引起的桥梁损坏。当桥梁出现使用缺陷后,要及时进行检查和观测,在掌握缺陷特征的基础上,分析造成缺陷的原因及其危害后果,根据缺陷的性质确定修补方案,确保修补方案的可操作性。虽然近些年国内外的一些专家学者在对路桥检测的研究中取得了一些成果,但是这些成果在实际检测中的应用却仅限于初步,想要普及推广仍需一定的时间,特别是一些检测方法在应用中难度较大,如光导纤维植入式检测法,这种检测方法需要将具有检测再功能的光导纤维植入到路桥上,然后通过光纤的变形情况来判断桥梁的损伤状况。但是由于这种检测方法的成本较高,并且施工也比较困难,前仍未普及推广使用。如利用雷达和声波等扫描分析对路桥进行检测,这种方法目前尚不能实现实时监测,并且成本相对较高,需要专业人员操作,这些影响了推广使用。
  3 先进桥梁工程检测技术的应用
  3.1 无线电检测技术
  城市特大桥梁由于承受过往车辆的负荷,会形成反复的非周期性冲击,当建筑的承受能力超过疲劳强度时,就会出现损伤,导致裂缝的出现,进而逐渐扩展,由于裂缝的扩大过程会释放能量,产生应力波,而发射出来的无线波可以被设备接收到,通过无线探测技术,准确的知道裂缝的位置,并通过波的强度来判断裂缝的损伤程度,其主要的原理是在工程不同的部位安置传感器,通过分析传感器接收到的无线波,加以判断缺陷的详细情况。
  3.2 光纤检测技术
  光纤传感器的检测应用的范围十分广泛,可以测量压力、温度、电流、电压等多种信息,并且光纤传感器的衍生产品非常多,当城市特大桥梁施工建设过程中,一旦缺陷位置出现应力集中,则会有挤压和拉伸的情况出现,此时会有散射光发射出来,光纤传感器接收到信号,判断缺陷位置的应力集中的情况和实际应变大小,从而准确判断缺陷位置的大小和分布情况。并且光纤传感器的探测误差非常小,精度可以控制在 0.02mm 以内的误差,十分有利于准确辨别缺陷位置。
  3.3 自感应检测技术
  自感应检测技术在城市特大桥梁施工中的应用也十分的常见,如在建筑内部安置自感应传感器,当结构内部的混凝土、钢筋发生变化时,会导致建筑内部的离子含量出现变化,进而影响建筑结构内部的导电率,自感应传感器通过测量这些因子的变化来判断内部的缺陷情况,或者感应结构内部的应力分布和突变,来识别缺陷的程度与位置,此类传感器的优点是安装简单、成本低廉、效率高,具有优良的准确性,并且对建筑结构的复杂性和多样性没有限制,在城市特大桥梁建设中广泛采用。
  4 桥梁工程检测技术发展情况及对未来的展望
  4.1桥梁检测技术发展阶段
  桥梁的检测技术的发展历史历经了三个阶段:专业的专家级人物凭借自己的理论实践经验和专业的技术感官进行检测,对所获得的信息数据做简单的操作处理;这一阶段是应用动态波形检测方法和信号传感技术,现在这项技术,在桥梁工程检测技术中已经被大范围的应用,成为了较为主要的检测手段。近几年,为更好的对大中型桥梁工程进行检测,桥梁工程检测的技术进入到了第三个阶段,就是集知识处理、信号处理、数据处理三位一体的智能化检测方式,而且,这种方式在逐渐成为桥梁工程检测技术的主流。
  4.2桥梁工程技术未来发展方向
  尽快将通过无线电通讯方式进行的数据采集系统开发出来,并应用到实践中去。开发出能够适应风荷载和交通荷载等的最优传感器测试技术,以便于更加快速、精确、便利的采集相关数据。组装能进行自动损伤识别的系统,及时快速的自动进行识别、反馈检测报告。把现代网络系统的先进技术应用到桥梁工程检测技术系统中,双双结合,发挥各自优势,进而达成网络技术资源的共享。建立设计、施工到营运的各个环节的完备数据资料统计库,方便随时进行校对及安全检测等。
  参考文献:
  [1]苏晓芳,李姗姗.道路桥梁的检测与维修加固分析[J].科技传播,2010,(18)
  [2]杨文俊 .公路桥梁检测技术的研究[J].山西建筑,2008,(12):306-307
  [3]林炳哲 .公路桥梁结构检测技术研究[J].科技信息,2008,(22):422

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