隨著經濟的快速發展,國內公路橋梁建設也不斷進步,現有橋梁結構日益增多,極大地改善了國內交通運輸的狀況。然而,近年來,公路橋梁的重量越來越大,導致大多數在用橋梁的路面破損日益嚴重,通行能力下降、承載力不足、結構構件損壞等質量問題不斷出現。根據我國橋梁損壞原因調查結果,造成橋梁損壞的主要因素有三個:(1)早期橋梁的設計理論保守,不夠全面,導致橋梁設計方案與實際施工情況不壹致,存在設計偏差,設計缺失難以保證公路橋梁的施工質量;(2)早期橋面設計寬度不足,橋面荷載標準偏低。在環境因素和自然因素的影響下,橋梁的質量持續下降,如濕度變化、溫度變化、風、雨、洪水和冰凍,橋梁的結構和性能也因沖擊、地震和超載運行等重大損失而發生變化。(3)國內公路橋梁建設的快速發展,導致城市中出現了大量的復雜橋梁,如立交橋、高架橋、大跨度橋梁等。然而,不成熟的橋梁建設質量和設計技術導致了公路橋梁建設和使用中新的事故發生。因此,橋梁
檢測技術對橋梁建設具有重要意義。我國公路橋技術已經有了很大發展,可以與世界公路橋技術相抗衡,但以目前的經濟發展速度,仍不能滿足日益嚴峻的交通需求。因此,在未來交通系統的發展中,我們應該
本文著眼於公路橋梁檢測技術的研究,進壹步推動橋梁建設中的技術創新,加強日常維護工作。為了保證公路橋梁建設的質量和橋梁的安全運營,公路橋梁的檢測技術顯得尤為重要。本文從科學意義、檢測原因、技術及應用等方面對公路橋梁檢測技術及應用進行了探討。
壹、紅外熱像儀和雷達探測技術
在橋梁質量檢測中,使用超聲波、紅外熱像儀、雷達,壹天可以精確測量幾十個橋面或幾千公裏的道路。紅外熱像儀通過紅外攝像機獲取橋梁溫度圖。其中,溫度較高的點(熱點)是因為橋梁薄如蟬翼
充氣絕緣體,所以熱點處的混凝土溫度上升速度比其他點快。雷達通過電磁波探測被測目標。其工作原理是被測目標發射電磁脈沖,使發射的電磁脈沖成為電磁波,從混凝土的非均質界面反射回來形成回波。回波與混凝土密切相關,其交變波形可以檢測混凝土中的損傷和裂縫。紅外熱像儀和雷達的結合可以有效地檢測公路橋梁的大部分既有病害。
二、光纖傳感器檢測技術
目前光纖傳感器的應用範圍相當廣泛,可以遍布全球。這項檢測技術涉及輻射、液位、水聲、磁場、電壓、電流、電場、位移、振動、壓力、溫度等100多種物理量。橋梁質量檢測用傳感器的工作原理是光纖受拉、壓作用後,應變位置的布裏淵散射光會發生相應的變化。通過觀察頻率,光纖的軸向應變與布裏淵頻移成正比。通過檢測設備對布裏淵頻移和光纖溫度的測量結果,進壹步計算橋梁的變形。根據“光損耗”的測量,計算出橋梁的詳細變形數據,計算結果可以精確到0.02 mm,通過光脈沖反射的傳播時間可以確定橋梁變形的具體位置,誤差在0.75m m以內,在橋梁檢測中結合這兩種方法,可以知道橋梁在壹定長度範圍內的變形大小和變形位置分布細節。光纖傳感器在窄範圍內仍能達到測量效果。
因此,可以在施工時將傳感器埋入橋梁中,通過兩端的接收儀器對橋梁的質量進行長期監測。
第三,無線電探測技術
美國聯邦公路管理局開發了壹種橋梁檢測裝置,用於檢測鋼橋的疲勞損傷。該檢測裝置的主要原理是鋼橋構件的裂縫是由橋梁的長期周期性荷載引起的。橋梁結構中裂縫的擴展程度是微妙的,橋梁結構表面的擴展會隨著能量的釋放產生應力波。無線電探測技術可以確定壹定數量的應力波及其相應的準確位置。此外,美國聯邦公路管理局還開發了其他檢測技術,即聲發射檢測技術。這項技術最初是用於檢測礦山地壓的施工質量,現在其檢測範圍已經擴展到其他行業,如高架橋梁、大壩、化工容器、造船、飛機等行業。目前,聲發射型橋梁檢測設備已在國內生產,並成功應用於既有橋梁的檢測。聲發射檢測設備可以了解橋梁各種材料的內部狀況,如裂縫分布、裂縫發展等。通過對材料內部狀況的了解,深入研究橋梁的施工工藝,從而預測橋梁的使用壽命。聲發射監測設備的原理是掌握聲波縱波在各種材料中的傳播速度和方向,然後根據縱波與傳感器的時間差來判斷材料中缺陷的位置。小波分析是指對小波形的分析,常用於分析橋梁結構和樁基的檢測結果。
四、感應檢測技術
感應檢測技術的應用相當廣泛,為檢測橋梁中的物理量而開發的傳感器種類也不少。比如加速度計主要用於測量橋梁鋼筋斷裂產生的應力波;小型感應裝置,可埋在橋梁梁內,主要測量鋼筋的銹蝕和混凝土的氯離子含量及電導率;位移傳感器,主要用於橋梁翼墻的位移。這幾類設備具有結構簡單、性能穩定、價格低廉的特點,可廣泛應用於在建和在用的各種橋梁。
五、其他橋梁檢測技術
1,激光系統
這項技術使激光系統能夠實時測量被測物體的三維坐標。該系統在測量木材、混凝土和普通鋼材時能起到良好的測量效果。激光系統可以快速準確地測量出橋梁因汽車通過而產生的變形部分,並借助長時間的檢測,對坐標數據進行對比分析,從而判斷橋梁是否存在預應力或沈降等損傷。
2.新傳感器
國內外研制的傳感器種類很多,如光纖光柵問題傳感器、三向加速度計、磁通傳感器、超聲波三向風速計等。隨著我國大量早期橋梁進入病害爆發期,工作量大、功能單壹、檢測設備昂貴、不完善等問題凸顯。與國外橋梁檢測技術相比,國內橋梁檢測技術還存在很多不足,還有很大的提升空間。發展國產橋梁檢測技術,實現信息化、智能化和自動化,還需要長期的努力。
3、智能支持
智能支座中有幾個光纖傳感器,主要用來測量橋梁的剪力和壓應變。測量設備可以借助預置的光纖傳感器采集橋梁的恒載和活載分布,為判斷橋梁的技術狀況提供依據。
結論:
目前,社會發展對公路橋梁的建設質量和承載能力的要求在不斷提高。現階段隨著社會經濟的快速發展,公路基礎設施進入了壹個全新的發展時期。公路橋梁工程發展迅速,公路交通壓力也日益增大。許多現有橋梁的承載能力已經跟不上現實社會的發展速度。橋梁施工企業需要不斷研究更新的橋梁檢測技術,借助不斷優化的檢測技術,發現在用橋梁存在的問題,盡快掌握和處理橋梁中的病害,以保持橋梁的質量,維持正常的交通運行。
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