论混凝土桥梁检测技术
2015-07-09
引言
随着经济建设的飞速发展我国已经新建了许多大、中型的桥梁，这些桥梁如建立在江河上的铁路桥梁、建立在城市中的公路桥梁或者是城市立交桥等，而且为了保证工程的施工质量以及运行安全就要在桥梁的建设和运营期间对桥梁进行大量的常规检测，而且有许多早期桥梁工程会因年久失修而产生混凝土表面脱落、钢筋外露或者是混凝土盐蚀等现象，最终导致桥梁的局部区域出现破坏使得桥梁表面的抗压能力受到严重的削弱。因此，对桥梁检测技术的研究不仅要对桥梁进行静载试验和动载试验，而且还要加强早期桥梁的检测与维护工程中，只有对已建桥梁进行定期的检测和评估才能够有效的保证桥梁持久、安全的使用。
1混凝土桥梁检测技术的研究
通常情况下，混凝土桥梁检测过程要涉及到桥梁的荷载试验，而桥梁的荷载试验要根据桥梁的建设情况来定：对于兴建的混凝土桥梁如果采用了新结构、新材料和新工艺来施工，并且桥梁跨度较大的情况是需要进行荷载试验的；为保证混凝土桥梁能够安全的使用，就要对桥梁按照其实际的轮位和轴重进行模拟荷载试验或者是等效荷载试验；如果是对原始桥梁实施故障修复和加固改造等技术，就要对工程的施工效果进行验收或者进行鉴定性的荷载试验；如果是对那些年久失修并且还没有施工数据的旧桥进行检测的时候，检测人员在事先对该检测桥梁的承受荷载能力进行评估，然后才能进行荷载试验。
1.1 荷载试验的分类及其准备
1.1.1 荷载试验的分类。混凝土桥梁检测可以根据不同方面进行划分。如果混凝土桥梁的检测是按照所加荷载的性质来进行划分的，则可以将荷载试验分成静载试验和动力试验这两类；如果混凝土桥梁的检测是按照加载数量和设计荷载的比值来进行划分的，则可以将荷载试验分成基本荷载、重荷载以及轻荷载试验这三类，本文就对静载试验和动力试验进行简要的分析。
1.1.2 荷载试验的准备。在对混凝土桥梁进行荷载试验之前要尽量收集到该桥梁的设计和施工资料，因为这些重要资料是用来确定试验荷载、布置测点以及测试数据分析的重要依据。这些需要收集的资料主要包括桥梁跨度的总体与桥梁各个截面的几何尺寸、标高、设计荷载等级、行车道标准、支座和墩台位置标高以及布置、材料的物理力学性能等方面。一方面，桥梁检测所需要的控制截面的计算内力、计算挠度、影响线和结构的自振频率等方面的资料可以从工程设计单位那里收集到；另一方面，桥梁检测所需的实际尺寸、标高和施工材料数据，还有混凝土强度增长数据、贪墨数据以及荷载试验数据等方面的资料可以从施工单位那里收集到，另外还要对实桥表面实际遭受的病害程度以及环境侵蚀程度进行详细的调查和研究，并且还要将受害的位置以及程度用图形的方式来表明；此外还要对需检测桥梁所在位置的供电情况以及交通情况进行详细的了解，并且要认真观察桥梁检测的天气，因为这些资料都是桥梁检测前所要制定方案中所要涉及的内容，如果通过这些资料能够及早的发现问题就能够及时的对试验方案进行修改，以便于桥梁的荷载试验能够顺利进行。
1.2 静载试验的内容
1.2.1 桥梁的静载试验首先要对桥梁结构的竖向挠度、侧向挠度以及扭转变形程度进行检测。而且在对桥梁结构中每个跨度范围内检测时至少要对三个检测点实施检测，并且要计算最大的挠度值、最大变形值以及支座下沉值。另外，为了能够对试验时采用的计算理论进行有效的验证就要对混凝土桥梁控制截面的内力进行检测，并且还要对挠度纵向影响线和横向影响线进行检测。
1.2.2 要对控制截面的应力分析进行相应的记录，同时还要取得最大值和偏载特性
。而且沿着截面的高度至少要设置 5 个检测点，其中要包括上边缘、下边缘和截面突出位置的检测。在有些情况下还要对测试支点附近、横隔板附近的剪应力和主拉应力进行检测。
1.2.3要对支座的伸缩和转角程度、支座的沉降程度以及墩顶位移和转角程度进行检测。
1.2.4要认真仔细的观察桥梁表面是否已经出现了裂缝，如果经检测发现有初始裂缝出现时就要记录所加荷载的大小，并且要详细的记录裂缝出现的位置、裂缝出现的方向、长度、宽度以及卸载后裂缝的闭合情况等相关资料。如果还没有加到预计最大试验荷载时桥梁的控制截面变形、应力或者是裂缝扩展就已经达到或者是超过了设计的荷载标准，此时就应该马上停止继续加载而且还要仔细观察撤载后裂缝的扩展情况和残余变形情况等。如果是悬索桥和斜拉桥等特殊结构的桥梁，在对其进行静载试验时要观察索力和塔的变位，同时还要对支座进行测定。
1.3动载试验的内容
1.3.1混凝土桥梁的动载试验主要是通过车辆在桥上的运行，来检测在车辆荷载下对桥梁结构的冲击系数、强迫振动系数以及动位移和动应力等特性。
1.3.2 要对桥跨结构的自振频率、振动类型以及阻击特性等进行测定。在对桥跨结构进行动力试验的过程中首先就要使桥跨结构产生振动，然后通过相应的仪器来记录桥梁结构振动曲线的整个过程，最终再利用准们的快速傅立叶仪器对桥梁结构的各项振动特性进行分析。一般来说可以采取稳态激振和脉动激振这两种激振方式来模拟外界对桥梁结构的动力激振。对于稳态激振主要是让一辆或者是多辆并行满载车以不同的时速通过桥梁来对桥梁产生振动；对于脉动激振主要是通过外界随机振源来实现桥梁的振动。随着我国对桥梁动力分析设备的逐步更新，桥梁荷载能力的分析也就越来越精确，但是这仅仅是通过资料进行的理论分析还不能够与实际情况达到完全相符，这就要求在进行桥梁的动力试验时工程师要注意桥梁结构截面上的实际最大动应力、动挠度以及最低标准限值的大小，并且要将这些检测参数控制在所能容许的最小范围内，以免动力试验对桥梁结构造成严重的破坏。
2 混凝土桥梁检测技术的发展
在美国的混凝土桥梁检测技术发展中，为了保证每年大量桥梁维修经费使用的更加合理，美国公路管理局就将以前对桥梁的检测数据与工程的判断组合起来，这样对测量错误就会更加明晰，这种混凝土桥梁检测技术呗称之为贝叶斯预测技术。贝叶斯预测技术是要在先验信息以及工程评价的技术上对混凝土桥梁衰变进行预测，同时还能够对新的检测数据添加到已有桥梁管理系统的架构当中以利于日后的桥梁检测。目前我国上海市就已经开始建立一套上海市城市桥梁管理系统，它主要是运用了模糊数学的知识通过对桥梁结构的不同部位进行评价，然后对评价结果值进行相应的加权处理，最终再通过计算汇总成桥梁缺损值已能够真正有效的反映出所测试桥梁的可靠使用度。
3 总结
总之，我国桥梁检测技术还存在着一定的缺陷，尚且不够完善。随着科技的不断进步检测设备的不断更新，桥梁检测技术也会越来越成熟。因此，对桥梁结构的检测要对检测理论不断的修改，并且要对桥梁检测手段不断的完善，使得模型试验结果能够与桥梁设计理论相吻合，最终实现桥梁结构的可靠检测以保证桥梁能够安全、持久的运行。
