桥梁健康检测的方法探析

摘 要根据工程质量保证和科学养护管理的需求,本文针对桥梁健康情况的检测简述了常用的检测方法,由此分析结构健康状态、评估结构的可靠性,为桥梁的管理与维护决策提供科学依据.

关 键 词桥梁;检测;方法

中图分类号U44文献标识码A文章编号1674-6708(2014)119-0192-02

1桥梁工程健康检测的需求

1.1工程建设质量保证的需求

在今后一个时期,公路建设将保持高速发展,质量是公路建设中永恒的主题.为了加强公路施工质量管理,工程建设实行“政府监督、社会监理和企业自检”的质量保证体系,主要手段根据相关规定进行试验检测,以确保监督、监理和自检工作的有效实施.

1.2科学养护管理的需求

随着公路大规模建设的开展,桥梁数量增长很快,由于使用荷载、环境因素以及结构本身缺陷等的作用,桥梁使用性能衰退、结构安全与耐久性降低,致使桥梁适应性不足,甚至出现安全事故.而通过先进、适用、有效的方法对桥梁结构进行合理的试验检测与诊断评定是对桥梁进行预防性养护管理,科学维修加固的重要手段.

2桥梁健康检测的常用方法

2.1混凝土结构无损检测

应用物理学、现代材料科学、电子技术和计算机科学的发展为无损检测技术提供了现代化的测试工具,无损检测技术具有以下特点和优势:1)混凝土强度无损检测方面:混凝土强度无损检测方面一般包括混凝土强度的回弹法检测以及采用两种以上方法进行多参数的综合强度测定,即所谓综合法;2)混凝土内部缺陷的无损检测方面:超声脉冲法是目前最常用的缺陷检测方法,进行接收波形的信号分析和超声脉冲辐射高速自动检测.混凝土内部缺陷由于很难用肉眼或者其他工程工具进行测定,采用超声波进行测定;3)随着结构功能的多样化对混凝土性能的要求也超出了抗压强度、缺陷等传统质量指标,为适应这种需要,无损检测技术的使康领域也已扩展到其他性能方面.渗透法就是一种,它以混凝土阻止液体或气体渗透的育幼来间接反映混凝土结构的耐久性.用中子散射法及微波吸收法测试混凝土的含水率,用中子活化法测定混凝土的水泥含量等.

2.2混凝土结构半破损检测

混凝土结构半破损检测是以不影响构件的承载能力为前提,在构件上直接进行局部破坏性试验,或直接钻取芯样进行破坏性试验.其优点是以局部破坏性试验获得混凝土强度,因而较为直观可靠.缺点主要表现在:造成结构物的局部破坏,需进行修补,因而不宜用于大面积的全面检测.混凝土结构半破损检测的主要方法:钻芯法、拔出法、射击法.目前使用钻芯设备有百米钻机.

2.3钢结构无损检测

2.3.1检测焊缝内部缺陷的无损探伤方法

焊缝的超声波探伤方法,焊缝按其接头形式可以分为对接、角接、T形接头、搭接四种.在钢结构焊缝探伤中,主要是对接.对接焊缝超声波探伤有三个探伤等级.,采用一种角度的探头在焊缝的单面单侧进行探伤,不要求检验焊缝的横向缺陷.当母材厚度大于50mm时,不得采用此种方法.B级,原则上采用一种角度的探头从焊缝的单面两侧进行焊缝全截面探伤,母材厚度大于100mm时,应从焊缝两面两侧进行探伤,条件允许时应作焊缝横向缺陷探伤.C级,至少要采用两种角度的探头,从焊缝的单面两侧进行探伤,并作两种探头角度和正、反两个方向的焊缝横向缺陷探伤.


2.3.2焊缝的射线探伤方法

焊缝的射线探伤方法,为了使射线拍片探伤取得成功,必须处理好射源工作和胶片三者之间几何布置.射线拍片探伤的几何布置可分为单壁单透照、双壁单透照、双壁双透照和全向透照和全景周向透照四种.把工件的待探伤部位旋转到射源与胶片之间,射源与工作板部位之间保持一定距离,胶片则紧紧地与工件紧贴在一起.能采用这种布置方式的首要条件是:在作为工件正面使用上方必须能放置射源,并在射源与工件之间没有其他障碍物;在工件的背面上能够贴上胶片.适用于密封的腔型工件以及外径大于89mm,内壁无贴片条件的筒形工件.在这种探伤中,射线必须透过双层壁厚而对贴有底片的一侧进行拍片探伤.这种布置适合直径小于89mm的管子以及有相似情况的工件.射线透过双层壁,对上壁和下壁同时进行拍片探伤.把胶片贴在圆形工件的整个外圆表面上,而射线源放置在内孔中心上的一种透照方法.

2.3.3检测焊缝表面缺陷的无损探伤

检测焊缝表面缺陷的无损探伤,磁粉探伤被广泛地应用于探测铁磁材料.磁粉探伤的基本原理是:当铁磁材料被磁场强烈磁化以后,如材料表面或近表面存在与磁化磁场方向垂直的缺陷,即会造成部分磁力线外溢形成漏磁场.若在漏磁场处施加磁粉或磁悬液,漏磁场对磁粉产生吸引,显示缺陷的痕迹.磁粉探伤检测材料表面的灵敏度最高,随着缺陷埋置深度的增加,其检测灵敏度迅速降低.另外磁粉探伤仅适用于检测铁磁性材料的表面和近表面的缺陷,而不适用于奥氏体不锈钢、铝镁合金制件的表面和近表面缺陷的检测,这类材料中的表面缺陷只能使用其他探伤方法(如液体渗透探伤等)进行检测.

2.4预应力混凝土结构检测

高速路频现塌陷的事故给路桥建设者敲响了土程质量的警钟,而对于预应力混凝土桥梁的检测及监理单位,如何选择无损检测仪器去检测从而把好质量关也成为他们所考虑的重点.预应力混凝土与普通钢筋混凝土相比,具有其特殊性,它是依靠张拉力筋建立具有内应力的混凝土结构,预应力筋成为结构中的关键受力部件,它的有效或失效直接关系到预应力混凝土结构的安全、适用与耐久,工程实践表明,由于预应力筋的严重损坏而引起的预应力混凝土结构的破坏是不可挽救的

2.5桥梁荷载试验方法

桥梁荷载试验是检验桥梁结构工作状态或实际承载能力的一种试验手段.国内老桥的桥梁设计荷载等级偏低,难以满足现今交通的需要,为了加固、改建,通过试验检测确定桥梁的实际承载能力.桥梁的静载试验的基本内容包括全桥、桥梁构件试验时的各种加载方式、测点布置的原则、仪器的选择和配套使用、实测数据处理等.桥梁的动载试验首先要分清结构动力特性,主要是自振频率、震型和阻尼比这三个参数和动力响应(动应力、动位移和加速度等参数)之间的区别.桥梁结构动力特性(如频率、振型)测试,重要的是测振仪器系统的频响特性以及多通道仪器之间的相对关系.实桥环境随机振动法已日趋成熟,该方法的理论基础是“随机过程”和“随机振动信号处理和分析”.

3结论与建议

桥梁设计施工理论和施工技术的迅速成长促进了桥梁大型化发展趋势,桥梁跨度的不断伸长也要求更高层次桥梁检测与评估工作的配合.桥梁结构健康检测测不只是传统的桥梁检测技术的简单改进,而是运用现代传感与通信技术,实时监测桥梁运营阶段在各种环境条件下的结构响应与行为,获取反映结构状况和环境因素的各种信息,由此分析结构健康状态、评估结构的可靠性,为桥梁的管理与维护决策提供科学依据.通过分析,主要可以得到以下结论:桥梁检测能够对桥面系构造、上部结构以及桥梁破损的程度进行详细的测定;通过桥梁检测,我们可以得知桥梁的工作性能及安全系数,通过对这两个的分析,可以判定对桥梁是否做加固处理;对桥梁进行检测,能够事先的得知桥梁的健康状况,对于桥梁的正常运行很有意义.

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