基于预应力混凝土连续刚构桥梁试验检测技术探究

发表时间:2021/2/19   来源:《基层建设》2020年第27期   作者:孙赫
[导读] 摘要:我国的经济发展离不开桥梁建设,未来保证桥梁使用的安全性以及稳定性,必须要进行试验检测,这篇论文主要分析的对象是连续刚构桥梁,主要介绍的内容是具体的检测技术以及方法,希望可以为未来混凝土连续刚构桥梁的建设提供新的思路。
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        摘要:我国的经济发展离不开桥梁建设,未来保证桥梁使用的安全性以及稳定性,必须要进行试验检测,这篇论文主要分析的对象是连续刚构桥梁,主要介绍的内容是具体的检测技术以及方法,希望可以为未来混凝土连续刚构桥梁的建设提供新的思路。
        关键字:连续刚构;载荷试验;检测技术;
        引言
        我国第一次使用连续刚构桥梁是在上个世纪80年代,当时我国往往在一些小规模的立交桥设计项目中使用这种桥梁类型。从这种桥梁第一次使用到今天,这种桥梁类型在我国已经经历了30多年的发展,我国在这个领域的设计方面以及施工方面都已经取得了较大的进展。我国的桥梁建筑史上有多个经典的连续刚构桥梁建设项目,比如在1990年建成的广东洛溪大桥,1997年设计的广东虎门辅航道桥等,许多的典型桥梁项目为我国的连续刚构桥梁建设提供了宝贵的经验。我国的经济发展必须以发达的交通网络为基础,未来西部大开发战略将会不断扩展,西南地区大多属于山高谷深的地形,在交通建设中,需要大量的桥梁建设,在这个过程中,连续刚构桥梁建设必不可少。未来的连续刚构桥梁将会进一步增加跨度,同时,未来桥梁整体的质量将会向着轻量化方向发展,由于桥梁跨度的增加,对应的桥墩高度也会不断提升,为了保障连续刚构桥梁建设的顺利和工程后续使用的稳定,必须要在桥梁建设的过程中进行大量的试验和检测。因此,对于连续刚构桥梁试验检测技术的分析以及研究,对于未来桥梁的建设和设计来说具有重要意义。这篇论文首先会介绍连续刚构桥梁的工程特点,接着会分析连续刚构桥梁载荷试验的具体目的,最后介绍在连续刚构桥梁试验检测中可以使用的相关技术和方案。
        一、连续刚构桥梁的试验测试的主要内容
        当给予桥梁结构一定载荷以后桥梁产生的变形主要有两个部分。第一个部分是桥梁结构,整体工作性能的变化可以通过测量桥梁的挠度以及索塔等水平位置数据的改变来进行检测分析。试验中的这种变形情况称之为整体变形。另外,增加以后桥梁的局部也会发生一定的变形,主要的变形包含裂缝以及纤维变形等方面,这种变形情况称之为局部变形。在实际试验测试的过程中,首先考察的是桥梁的整体变形情况,接着针对桥梁不同的部位进行局部变形分析。在具体分析的过程中,需要抓住关键,避免出现分析过程庞杂的问题,并且,在试验中主要追求的是桥梁实际的工作状态。下面从几个主要检测的内容进行详细分析。第一项要分析的是桥梁结构控制截面最大应力。具体测量的过程中需要结合桥梁施加的载荷进行同步分析,并且通过对应关系找到两者之间的变化函数。同时,测试主要从两个角度进行,首先针对应变沿截面高度的分布情况进行分析,这个部分主要测试的是桥梁极限强度。其次,需要对应变随机试验载荷进行分析,通过这个部分的试验,主要是考察桥梁的弹性工作情况。
        除了对于桥梁控制截面应力进行试验以外,还需要了解桥梁结构,在不同载荷的情况下具体的挠度变化。分析得到不同载荷下,其中最大倾向角度以及不同载荷挠度沿桥轴线的分布函数。
        以上两项试验主要针对桥梁载荷情况下具体的改变。同时,还要对于桥梁自身的裂缝情况进行检测和试验。除此之外,还需要分析桥梁制作位置的压缩情况以及桥梁各个支点的沉降情况。这些都是需要根据桥梁桥墩台面的位移以及台面的转角数据进行分析的。
        二、连续刚构桥梁载荷试验的目的
        从本质上看,桥梁进行试验检测目的是在桥梁交付使用之前,验证桥梁施加一定的压力以后是否可以保持稳定的工作状态。通过这种方式来预测桥梁未来工作的具体情况。同时,也可以基于相关的数据对桥梁的安全承载性以及桥梁的质量作出判断。从结构上看,连续刚构桥梁包含两个部分,一个是上部结构,还有一个是下部结构,具体试验需要针对这两个部分分别进行。在桥梁试验检测中,非常常用的一种方法是桥梁静载试验。这种方法具备一定的生产鉴定性,同时,对于科学研究也具有一定的试验意义。通过桥梁静载试验可以对桥梁整体的结构设计情况以及具体的施工情况进行检验。从对应的验证中,也可以了解到桥梁的安全性以及可靠性。

并且,通过这项试验检测也可以了解到桥梁的实际承载能力,这些数据都可以为后续的交付使用提供参考依据。进行桥梁静载试验,还可以获得相应的技术资料,不同的桥体以及结构,通过试验检测以后都可以得到非常多的有效数据,通过这些数据的累积和整合可以构成桥梁数据库,这些数据,可以为桥梁后续的维护以及保养工作提供支持。在进行试验检测的过程中,可以针对桥梁各个结构的受力情况进行分析。可以更好地判断结构的安全承载能力以及桥梁具体的使用条件。
        三、连续刚构桥梁试验检测技术的具体方法
        分析连续刚构桥梁具体的检测内容以及检测目的以后,接下来将会详细介绍检测过程中可以使用的方法以及措施。
        当桥梁受到载荷作用,无论是桥梁的结构特点还是桥梁的材料性质都会发生改变,主要的改变项目包括温度,因此如果可以判断温度的具体变化,就可以间接地计算出桥梁的变形情况,通过红外热像仪器来对桥梁受到载荷以后的各个结构状态进行分析,就称之为红外热成像检测技术。基于材料的温度改变特性,桥梁中结构较为薄弱的位置,由于形变量较大,对应的温度上升速度也更快,因此,可以从热成像仪器中直接发现。了解桥梁结构中温度变化的情况以后,工作人员以及施工人员可以进行准确的定位,并且针对不同的缺陷,进行完善和优化。
        不同的材料在受到应力破坏以后,对应的声波传递能力将会出现改变,因此,可以通过声波作为介质,来探查桥梁内部结构以及材料的损坏情况。这种方法就称之为声波投射法。这种方法最常使用在桥梁的桥墩检测中,通过这种方法,可以帮助施工人员以及技术人员及时地判断内部的材料是否出现了应力破坏。并且,这种方法不需要花费较高的成本,所以,在实际检测中得到了广泛的使用。同时,这种方法还可以针对许多大型的工程项目进行检测,并不会受到桥梁桥墩的直径大小影响。
        除了温度以及声波传递等特性以外,无线电也可以作为一种方式来监测桥梁的状态。这种方法就称之为无线电监测技术。这项技术通常会运用在混凝土裂缝出现的位置。并且,也可以通过这项技术,来了解混凝土内部的应力变化状态。基于以上两个方面分析得到的数据,最终可以判断混凝土内部是否受到裂缝的损害,因此,这项技术最常使用在材料内部的探伤以及各项安全隐患的查找中,是非常有效的一种预防检测技术。
        实际桥梁试验检测中包括静载荷试验以及动载荷试验,通过静载荷试验,主要是了解桥梁在静载荷状态下可能出现的各种问题,也是基于此测量结果得到桥梁各个位置的变形情况以及相应数据,在这个过程中,还可以及时地发现桥梁中是否存在裂缝问题以及其他隐患。在这个试验中,主要可以采取三项措施,首先是,应变测试;其次是,裂缝观测;再者是,挠度测试。
        对于桥梁进行动载试验主要目的是要了解桥梁结构的具体性能,通过这项试验,可以对于桥梁的动力性能有一个大致的了解,通常情况下,会使用脉冲试验来承担这项检测任务,通过脉冲试验,可以让桥体产生微小的震动,在这个过程中监测桥梁各个部分的正负以及相应的应力变化状态,并将收集得到的数据发送给技术人员进行不利参数识别,可以很好地判断桥梁的动力性能。
        结语
        对于混凝土连续刚构桥梁的试验检测工作非常重要,因为这项工作将会直接影响后续桥梁使用的稳定性以及安全性。这篇论文主要分析了三项较为成熟的检测技术以及两种检测方法。未来连续刚构桥梁试验检测还需要进一步的研究。
        参考文献
        [1].周超.连续刚构桥梁动静载荷试验研究[J].山东交通科技,2018,07(8):35-38.
        [2].王晶.连续刚构桥梁成桥载荷试验实施方案研究[J].中国安全生产科学技术,2015,07(5):93-97.
        [3].戴本良.钢筋混凝土连续刚构桥梁柔性桥墩水平力与水平位置的非线性分析[J].河南科学,2018,26(10):13-16.
 
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