1.2.3苏州科技大学 江苏省苏州市 215009
摘要:现阶段,我国社会经济水平得到了迅速提升。在道路桥梁等基础设施的建设方面投入了大量的资源。桥梁建筑本身都有着严格的工作标准和要求,需要在使用过程中定期进行检测,起到维护完善的作用。文章对桥梁检测技术和对应的基本检测内容进行了具体的分析,详细地说明了桥梁的静载试验和动载试验,除此之外,还对全球范围内最新发明的桥梁检测技术的基本情况和发展前景进行了阐述,目的是促进桥梁检测技术不断完善与发展。
关键词:桥梁;检测技术;发展趋势
引言
在我国交通建设不断向前发展的背景下,交通运输的主体物数量也不断增大,且增速越来越快,这对桥梁的抗压能力的要求也越来越高,一些使用时间较长的桥梁会不堪重负加快老化的速度。还有一些因素也会严重影响到桥梁的质量,甚至给交通安全造成严重威胁,因此,需要掌握桥梁结构,对桥梁进行检测。
1桥梁检测
1.1桥梁检测的基本内容
混凝土桥梁在长期使用后,出现一定程度的混凝土碳化、裂缝和钢筋锈蚀等质量缺陷,严重降低其强度和承载能力。此外,由于超期使用而大大降低其结构稳定性能。因此要定期对桥梁实施综合检测,以便能够及时发现桥体存在的缺陷。实施桥梁检测最根本的目的就是及时发现桥体出现的质量病害和隐患,检测桥梁结构使用状况,特别是对桥梁的承载能力及使用性能进行科学合理的检测,进而确保能够全面掌握和处理桥梁结构中出现的质量问题。
1.2桥梁外观检测
桥梁外观检测技术是一种比较简单、直观且实用性较强的常规检测方式,通过这一方式对桥梁实施检测时,主要是通过观察以及触摸等,来对桥体出现缺陷的区域实施细致、深入的观察。该项检测方式能够较为简便、快捷地确定桥体表面的质量病害,例如裂缝、桥面脱落、凹陷等相关质量缺陷。尽管这一检测技术具有操作简便、实用性强的特点,但它仅能检测一些外观质量状况,不能检测出桥体结构内部存在的缺陷。
1.3局部损伤检测
局部损伤检测技术要依靠外观观察及专业设备来对出现质量缺陷的区域实施特定检测,不仅费用低、用时短,而且应用范围较大,特别是对于混凝土强度、碳化深度以及钢筋锈蚀状况的检测。现阶段,常用的检测方式具体包含超声波、红外线、雷达以及回弹仪等检测方法。回弹检测是通过专用回弹设备对混凝土强度实施检测。回弹检测是目前应用最为广泛的混凝土抗压强度检测方式,实质上是一种无损检测方式,它能够在不破坏混凝土外观及内部结构的基础上对混凝土强度状况进行检测。同时,这种检测方式具有操作简便、快捷,费用低的特点,但它也存在检测精确度较低等缺陷,不能应用于内部存在缺陷及化学损伤的结构检测。此外,其检测数据极易受混凝土碳化、水泥种类等因素的干扰。在具体的检测过程中,对于普通的混凝土构件,回弹检测区域数量一般控制在10个以上,至少不得低于5个;相邻两个检测区域的距离不得大于2m;测区和施工缝以及构件边缘的距离不得超过0.5m,最少不得低于0.2m;在位于水平方向的混凝土浇筑侧面部位留置回弹检测区域,并确保构件上两检测区域处于对称位置,同时各检测区域面积不得大于0.04m2。
1.4整体损伤检测
整体损伤检测技术具有检测面广、实用性强等特点,它能够有效填补外观检测及局部损伤检测技术在实际操作中存在的弊端,对桥梁结构的相关性能实施全方位检测。目前,对该技术的应用以荷载试验检测最为普遍,主要分为静载检测和动载检测。经二者的综合运用,能够将桥体自身的速度、位移、应变和应力等相关信息呈现出来,然后通过数学及力学方法对这些信息进行科学探究,以此获得桥梁结构整体或局部的质量状况。
1.4.1静载检测
静载检测是指通过对桥梁指定部位施加静载,并对所获取的相关信息进行记录和分析,通过这些信息来全面了解桥梁的相关性能。通过在桥梁特定部位科学设置静载,同时在测量截面部位安装位移、角度、应力等相关测量工具,通过这些工具所测得的数据便能了解桥梁的具体状况,相关测定参数如下:(1)桥梁结构的扭转变形值、侧向及纵向挠度值;(2)桥体控制截面上应力分布状况;(3)桥墩顶端位移及转角值以及支座位置处的位移、转角值;(4)桥梁结构产生裂缝时加载大小。通过全方位记录和研究上述所涉及的各项参数能充分了解桥梁的具体状况,并据此来对桥梁的使用性能进行科学评估。为有效保证检测数据的准确性,在实施静载试验之前,要对所使用的测量装置灵敏性进行详细检测,防止由于检测设备误差而造成试验结论不准确。
1.4.2动载检测
动载检测是指桥体测定部位通过振动装置施加动载,获得桥梁结构的阻尼比及振动频率等,记录并研究测试结果,进而对其承载能力进行全面分析。实施动载试验时,需使用动态电阻应变仪、应变片、位移计及传感装置等。事实上,桥梁在运营过程中,无论是车辆行驶、行人走动还是风力作用,都会在一定程度上造成桥体结构的振动,进而对桥梁结构的使用寿命造成影响。而动载检测恰恰正是在桥梁振动原理的基础上,全方位探究桥梁在振动状况下的变化情况。主要涉及的检测参数和内容如下:(1)检测桥体的阻尼比、振型及振动频率;(2)测定桥体的冲击系数、加速度、动应力及动挠度。
2未来桥梁检测技术的发展探讨
2.1关于桥梁无损伤检测技术
以前的检测技术依靠简单的试验和工作人员在现场的检测,必要时还要采用混凝土检测和超声波测试等特殊手段。在科学技术不断发展的时代下,无损检测技术诞生了,打破了传统技术僵持的局面,在此技术的刺激下,许多新型的检测方法手段不断被创造出来,使得无损检测的技术逐渐多元化、系统化。如今,科研人员提出了许多有别于传统技术的方法,以便更全面、准确地评估桥梁的破坏性。其中一部分手段已被广泛传播和成功应用。例如,在测量桥梁下部结构挠度时,可以用到激光雷达;要查看桥体上的变形程度,可以使用全息干涉仪和激光斑纹;磁漏摄动能够成功检测钢索、钢梁以及混凝土中的钢筋。
2.2关于桥梁结构损伤识别的技术
(1)小波分析损伤识别法。此方法适用于非平稳的信号,在进行损伤测试时可以包揽信号处理这一步骤,它也可以制造出损伤测试中需要的因子。(2)神经网络损伤识别法。此方法的构造原理是,先用无损伤系统测量出的数据构造网络大框,再利用一些特定的手段确定有关参数,然后将数据输入网络,保存后自动输出。
2.3国外桥梁检测技术的发展前景
(1)优化桥梁的测试步骤以及相关的系统。(2)重视对疲劳裂纹探测和评估系统的改进。(3)关于锈蚀探测和相关技术的改进。(4)采用先进的桥面板检测系统。(4)探索新型研发项目,例如深入研究磁力传感器、光纤传感器等。
结束语
通过桥梁检测可以基本了解桥梁的实际情况,保证使用安全性。以往的测试方法不能对桥梁结构进行有效监测,难以满足当前的需求。在科技不断完善与发展的背景下,对桥梁结构进行检测时大量引入了人工智能技术;与此同时,学科与学科之间的联系逐渐密切,许多新出炉的科学成果可以应用在此方面,这对于推动桥梁检测的发展具有十分重要的意义。
参考文献:
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