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橋梁檢測技術的發展?

橋梁檢測技術的發展非常重要。只有了解技術,才能更好地理解初衷,理解檢測技術帶來的改變,每壹個細節都至關重要。仲達咨詢將為您講解橋梁檢測技術的發展。

1.橋梁外觀檢測的分析與評價

外觀檢查包括橋梁整體和局部結構幾何尺寸的測量、結構病害的檢查和測量等。外觀檢查的項目和要求因橋型不同而有所側重。外觀檢查應滿足定量反映橋梁結構狀況和根據相關規範評定橋梁技術等級的要求。結構資料的調查包括了解橋梁的原始結構設計、施工技術和工藝以及橋梁的結構維護歷史。

材料檢測主要指橋梁結構材料的無損或輕微損傷檢測。對於鋼筋混凝土橋梁,主要與混凝土和鋼筋的檢測有關,包括混凝土的強度等級、碳化深度、與耐久性有關的堿含量和氯離子含量,以及鋼筋的銹蝕狀況和保護層厚度檢測。

2.橋梁承載力的荷載檢測方法

2.1靜載試驗檢測方法

靜載試驗法是通過橋梁的靜載試驗,測量與橋梁結構性能相關的參數。與橋梁工作性能相關的主要參數包括變形、撓度、應變和裂縫。通過靜載試驗,可以測出這些參數,從而分析結構的強度、剛度和抗裂性,並據此判斷橋梁的承載能力。

混凝土橋梁靜載試驗壹般要求以下試驗內容:

(1)結構的豎向撓度、側向撓度和扭轉變形。每跨至少三個測點,取最大撓度和變形值,同時觀測支座沈降值。有時,為了驗證所采用的計算理論,需要測量控制截面的內力、撓度縱向和橫向影響線。

(2)記錄控制截面的應力分布,獲得最大值和偏心載荷特性。沿截面高度應不少於5個測點,包括上下邊緣和截面突變處。有些結構需要測試支點和隔板附近的剪應力和主拉應力,此時就需要將應變片布置成應變圖案。

(3)支座的膨脹、轉角和沈降;墩頂位移和轉角。

(4)仔細觀察是否有裂縫出現,初始裂縫出現時所加的荷載,並仔細標明卸載後裂縫的位置、方向、長度、寬度和閉合情況。如果在加到預計的最大試驗荷載之前,結構控制截面的變形、應力或裂紋擴展已事先達到或超過設計標準的允許值,應立即停止加載,同時觀察裂紋擴展情況,並撤離儀器和人員。

2.2動荷載試驗方法

動載試驗的目的是研究橋梁結構的動力性能,是判斷橋梁運行狀態和承載能力的重要標誌之壹。例如,動力系數是確定車輛荷載對橋梁動力作用的重要技術參數,直接影響橋梁設計的安全性和經濟性能;橋梁的過度振動會給乘客和行人帶來不適;當橋梁的自振頻率在壹定範圍內時,外部荷載可能引起* * *振動的危險。這是過去動態測試的主要目的。然而,在最近的10年中,研究人員試圖擴大動態檢測方法的範圍和功能。原理是這樣的:結構損失的發生必然導致結構參數(剛度、阻尼、內載荷)的變化。如果正確估計這些變化,就可以為結構損傷狀態的評估提供壹種定量的方法。振動法橋梁損傷檢測的基礎是從橋梁振動模態的變化來估計橋梁結構參數的變化。橋梁的振動模態通常可以通過常規的試驗模態分析和測試方法獲得。測點布置在橋梁的不同位置,可以從這些測點記錄的結構損傷前後的信息中提取橋梁振動模態特征參數的變化,從而確定結構損傷的位置、大小和類型。

橋梁的動力測試主要集中在沖擊系數上。實際動態測試包括以下內容:(1)測量橋跨結構在車輛荷載作用下的受迫振動特性,如沖擊系數、受迫振動頻率、動位移、動應力等。(2)確定橋跨結構的固有振動特性,如固有頻率、振型和阻尼特性。

3.橋梁檢測技術的發展趨勢

3.1橋梁無損檢測技術

傳統的橋梁檢測方法主要依靠靜動載試驗和檢測人員現場目測,輔以混凝土硬度實驗、超聲波檢測、腐蝕實驗等檢測方法。20世紀90年代,隨著現代傳感和通信技術的發展,無損檢測技術呈現出前所未有的發展趨勢,大量新的檢測方法和手段出現,使得無損檢測技術向智能化、快速化和系統化方向發展。

近年來,致力於橋梁檢測的研究人員提出了許多成功的橋梁無損評估方法。壹些新方法在橋梁檢測中得到廣泛應用,如利用相幹激光雷達檢測橋梁下部結構的撓度,利用全息幹涉儀和激光散斑測量橋面的變形狀態,利用雙波長遠紅外成像檢測橋梁混凝土層的損傷,利用漏磁微擾檢測混凝土中的鋼索、鋼梁和鋼筋等。隨著振動試驗模態分析技術的發展,利用振動試驗數據修正結構動力學模型的理論得到了充分發展,為橋梁結構的安全檢測開辟了新的途徑。基於振動模態分析技術,發現結構的動態響應是整體狀態的壹種度量。當結構的質量、剛度和阻尼特性發生變化時,選取結構的振動模態作為權值,對結構損傷前後的模態變化進行加權,從而實現對單元損傷的識別和有效定位。

3.2橋梁結構損傷識別技術

(1)小波分析損傷識別方法。由於小波分析適合分析非平穩信號,因此可以作為損傷識別中信號處理的理想工具,用於構造損傷識別所需的特征因子或直接提取對損傷識別有用的信息。小波分析在損傷識別中的應用是多方面的,如奇異信號檢測、信噪分離、頻帶分析等。(2)神經網絡損傷識別方法。神經網絡在損傷識別中的基本思想是:首先,由非損傷系統的振動測量數據構造網絡,通過適當的學習方法確定網絡的參數;然後,將系統的輸入數據送入網絡,網絡就會有相應的輸出。如果輸入過程成功,在系統特性不變的情況下,系統的輸出和網絡的輸出應該是壹致的。相反,當系統受損時,系統的輸出與網絡的輸出之間存在壹個差值,這個差值就是受損程度的度量。

4.國外橋梁檢測技術的發展趨勢

4.1開始研究計劃

(1)先進的橋面檢測系統,包括雙波段遠紅外熱成像系統、探地雷達等。

(2)先進的橋梁檢測和健康監測系統,包括全橋監測系統的無線傳輸,測量橋梁變形的精確差分全球定位系統,測量和監測橋梁超載的鋼傳感器。

(3)先進的疲勞裂紋檢測和評估系統,包括新型超聲波和磁分析儀系統、熱成像系統、便攜式聲發射系統、無線應變測量系統、微波檢測和定量分析、被動式疲勞載荷測量設備和電磁聲發射傳感器。

(4)先進的腐蝕檢測與評估技術,包括漏磁檢測技術、檢測先張法灌漿間隙的沖擊反射系統、嵌入式腐蝕微傳感器和磁基測量系統。

(5)采用強迫振動響應法對橋梁下部結構進行定量評估,采用激光測振儀測量索力,並將定量無損檢測方法與橋梁管理系統相結合。

4.2探索性研究項目

(1)聲發射技術的基礎研究,研制了改進型寬帶E檢測儀,具有產生(信號)和檢測不同應力模式下疲勞裂紋的能力。(2)磁控傳感器的研究。(3)利用微波技術對疲勞裂紋進行檢測和定量分析。(4)光纖和其他微傳感器。

5.結論

通過對橋梁的檢測,可以了解橋梁的運行狀態,確保其安全使用。傳統的檢測方法在準確性和簡單性方面存在壹些不足。隨著計算機和科學技術的飛速發展,人工智能將廣泛應用於各種橋梁結構的檢測、試驗和分析。與此同時,交叉學科的現象越來越普遍,壹些高新技術的研究成果應用到橋梁無損檢測技術的研究中,必將促進橋梁檢測技術的快速發展。

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