桥梁常规检测技术

桥梁的健康状况是桥梁管理者最关心的问题,桥梁运营管理的关键是要及时发现和处理一些缺陷,避免事故的发生。定期进行桥梁检测有助于尽早发现病害,以便及时维修与加固,进而节约桥梁维修费用,提高桥梁运营期的综合经济效益,对于确保桥梁安全运营与延长使用寿命具有重要意义。
桥梁检测分类
1)按照受力状态可分为静载试验和动载试验。
在静载作用下,一般要测定作用力的大小(包括静荷载、 支座反力、推力等的大小)、构件的内力(包括弯矩、轴向力、剪力、 扭矩等)、 断面上各种应力的分布状态及其大小、 各种变形(包括挠度、 相对位移、 转角等)以及局部损坏现象(如裂纹)。
2)按照试验破损情况分为无损检测、半破损检测和破坏性检测。
我国桥梁检测以动静载试验为主,辅以混凝土强度试验、超声波探测与腐蚀作用试验等多种方法,这些检测方法是传统方法,在桥梁检测中应用最为广泛。
桥梁检测技术已得到了一定的发展, 对结构在工作环境、运营条件特性的认识也将不断地得到深化,为桥梁极早发现病害提供了更多手段。
桥梁常用检测方法
强度检测
1)回弹法检测
回弹法混凝土强度主要是通过回弹仪在结构混凝土各测区内测量回弹值R,根据规范中给出的相关公式求其每个测区的平均回弹值,结合检测的混凝土碳化深度值,然后根据规范中已建立的测区混凝土强度换算表,查规范得 测区的混凝土强度值。
回弹法是混凝土表面硬度的检测方法,优点是操作易于掌握,仪器构造简单,检测效率高,费用低廉。缺点是受参数、测试环境和混凝土表面状态影响较大,结果 波动性大。
2)超声法
超声法对混凝土强度进行检测是利用波在混凝土中的传播速度随强度等级的增高而增大的原理进行强度检测。
将超声波换能器置于被测物体上(黄油、凡士林或水等耦合剂等),通过仪器中的脉冲信号发生器发出一系列的周期性电脉冲,加在发射换能器上的压电体上,转换成超声脉冲,穿过被测物到达接受换能器,超声仪将接收到波速、波幅、频率、波形等声学参数,通过对各参数综合分析和判断,从而可对混凝土强度强度,进而还可以推断混凝土完整性、均匀性的缺陷。
3)超声-回弹综合法
超声-回弹综合法以材料的应力应变行为与强度的关系为依据进行强度检测。
在结构混凝土同一测区分别测量声时值t和回弹值R,然后利用已建立起来的测强公式推算该测区强度的一种方法。在测试结果上将超声法和回弹法结合在一起,起到互相补充测试受不同因素影响,产生的测试偏差,使结果更加接近真实值。
钢筋检测
其检测内容包括 钢筋锈蚀电位 、混凝土氯离子含量 、混凝土电阻率 以及 混凝土碳化深度 。
钢筋锈蚀检测是通过对钢筋所处环境情况(如混凝土中氯离子含量、混凝土电阻率和碳化深度等)和钢筋本身自然电位的检测结果,综合评定桥梁结构中钢筋锈蚀状况。
电磁法采用电磁感应原理对钢筋混凝土结构中钢筋位置、间距、保护层厚度和钢筋直径进行无损检测。
力学检测法
1)桥梁静载试验
根据有关规范和规程的指标,通过对桥梁实际加载,检测桥梁最不利截面的变形和受力状态,从而推断桥梁结构在荷载作用下的实际工作状态和使用承载能力; 测试方法上可以采用指定荷载级别的车辆缓慢行驶到测试部位进行加载。 条件受限制时,也以施加荷重(水泥,预制块件,水箱加水等)或者以液压千斤顶装置施力等方式来模拟某一等级的车辆荷载。
结构静载试验的评价指标主要有两个方面:一方面通过比较控制测点的实测值与理论计算值来评价结构的工作性能与安全储备;另一方面是通过比较控制测点的实测值与规范允许值来评价结构所处的工作状况。
2)桥梁动载试验
桥梁结构是以承受车辆荷载为主 的,车辆荷载对桥梁的冲击和振动影响,常会使其产生的动力效应大于相应的静力效应。因此通过动载试验测定桥梁结构动力特性参数和在动力荷载作用下的强迫振动响应,确定桥梁在车辆荷载作用下的动力效应及使用条件,对桥梁评价是十分重要。
桥梁结构的振动分析是桥梁结构分析的又一项重要内容,包括两方面:
一是测量车辆荷载作用在桥梁指定断面上的动应变或指定点的动挠度;
二是测量桥梁结构的自振特性和动力响应。
动载试验结果分析,对桥梁结构承载能力作出切合实际的评价,也是对既有桥梁使用功能作实质性的分析评定。
测试仪器主要包括拾振器、信号放大器、动态电阻应变仪、光线示波器、笔录仪、磁带记录仪与数字信号处理机等。通常情况下,中小跨径梁桥可采用磁电式测试系统量测桥梁结构的自振特性,对大跨径桥梁可采用压电式测试系统量测超低频振动