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在役桥梁快速化检测技术探讨

所属栏目:建筑设计论文 发布日期:2021-01-30 09:59 热度:

   [摘要]随着我国基础建设计划的深入,我国拥有的桥梁数目急剧增长,但是近年来由于负载问题、环境因素及结构缺陷等因素的影响,使桥梁产生性能衰退、安全性降低的问题,从而导致桥梁使用寿命大幅下降,甚至出现严重的安全问题,造成极大的社会影响。而通过先进有效的方法对桥梁结构进行合理的试验检测与诊断评估是对在役桥梁进行预防性养护管理、科学维修加固的重要手段。结合当下最常见的几种测量技术来简单探讨如何实现在役桥梁的快速化检测工作,希望能对桥梁的检测工作有所裨益。

在役桥梁快速化检测技术探讨

  [关键词]在役桥梁;快速化;检测技术

  1桥梁施工中主要的检测内容

  由于我国人口基数大且各地经济发展不均,所以城市人口逐渐密集,拥有私家车的人口数量逐渐增加,为了缓解庞大的人口带给城市交通的压力,扩建道路成为最简单有效的办法,在扩建道路的方案中高架桥、立交桥的建设最为常见。现如今高架桥、立交桥作为城市交通网的重要组成部分,已经发展了很长时间。由于与人们的出行息息相关,因此人们对于高架桥与立交桥的质量问题也格外关注。所以为提升桥梁的质量,要从桥梁的外观、材料和结构这3个方向的特性入手进行重点检测。

  1.1外观特性检测

  外观特性是桥梁检测的第一个环节,其中包含桥面检测和支座检测2个部分。桥面检测主要是针对桥梁的外表面进行检测。桥面检测工作主要包含排水系统、路面外观平整性的检测等。对于桥梁的排水系统,如果在降雨量较多的天气中出现问题,无法正常排出的雨水就会积聚在桥面上,这样不仅会影响桥上车辆的正常行驶,也会对桥上的金属结构造成一定的损伤。所以须确保排水系统可正常工作并且符合排水量的标准。桥面检测的另一个工作内容是检查桥面的完整性,要确保桥面没有裂缝或凹坑,从而保证车辆能安全地在桥梁上行驶。外观检测的另一部分是支座检测,所有桥梁的主体部分都需要支座支撑,由于桥梁的支座完全承担了整座桥梁的重量,因此一旦桥梁支座出现问题不仅会影响这个桥梁的正常使用,而且严重的质量问题甚至会威胁到车辆与行人的安全。桥梁支座的检测工作应按结构顺序进行,依次从本体、承压钢板和四氟滑板3部分进行检测,这3个部分都是制作的重要组成部分,因此任何一部分出现损伤问题都要及时进行修复,如果处理不及时,就可能会破坏整个桥梁的受力平衡,使桥梁某一部分的受力超过限值,从而破坏整个桥梁的结构。

  1.2材料特性检测

  混凝土和钢筋是目前桥梁建造最常用的材料,所以在对桥梁建造材料特性进行检测时也要从这2种材料入手。钢筋最重要的2个特性就是数量与强度,对于钢筋强度和预埋数量的主要检测依据是桥梁的设计图纸,并且在桥梁的使用过程中,也要随时进行钢筋的检测,主要是检测钢筋的腐蚀情况,并及时进行加固。对于混凝土材料性能的检测主要从混凝土的密实度及强度等方面入手,在支座的浇筑过程中,要随时对混凝土的质量进行检测,确保混凝土的质量不出现问题。1.3结构特性检测结构特性检测主要是对桥梁的主体结构进行检查,根据桥梁基础的结构数据,并依据相关的材料力学知识与经验公式,对确定好的桥梁数据进行核算,如果验算结果得出桥梁结构不满足设计要求的结论,就需对桥梁的结构进行完善或重新设计。对于验算过程,要确保科学合理,否则验算结果就不具备准确性,会对设计人员产生误导,从而给设计工作带来很大的影响。

  2在役桥梁快速化检测技术分析

  2.1红外线成像检测技术

  红外线成像检测技术是一种针对大型物体的整体性检测技术,该技术的核心是利用不同温度的物体辐射不同的特性来对桥梁的整体结构进行检测,通过特定的光谱分析仪器接收来自桥梁各个部分的温度辐射,从而得到整个桥梁的温度分布,再通过形成的三维温度分布图对桥梁的整体结构进行分析。随着现如今科技的发展,红外成像技术的检测范围得到了很大的提升,但由于大部分桥梁的长度要远远小于红外成像技术的检测范围,因此使用红外线成像技术对桥梁进行检测可极大地提升检测效率及检测精度。

  2.2遥感检测技术

  遥感技术主要是利用超声波等可以远程传播的信号对物体进行检测,而且这类信号往往穿透性较强,因此可以检测到内部结构的损伤问题。桥梁上的遥感检测技术分为两部分:一是穿透定位检测法,其原理为当超声波在桥梁内部结构传播时,遇上破损或缝隙处会反射回一个特殊信号,从而确定桥梁内部的受损部位;二是反射定位技术,其更多的是检测桥梁外部结构的损伤情况,具体原理与穿透法一致,但是此时检测仪器只接收从桥梁外部结构反射回来的检测信号。传感器是实现遥感检测的核心组件,对于不同型号的传感器所能检测到的信号也不尽相同,所以在利用遥感技术进行检测的时候要选择合适的传感器。利用遥感检测技术,还可检测桥梁中的翼墙结构,由于翼墙结构要严格按照图纸进行建造,因此要对翼墙结构的参数进行核对,从而降低安全问题的产生概率。

  2.3光纤传感器技术

  光纤传感器技术是一种新兴的检测技术,该技术是一种以光纤为载体来实现对桥梁结构进行检测的技术。该技术的工作原理是将光纤传感器设置在桥梁的主体结构上,并将收集到的光照度、波长等数据传输到调节器当中,然后调解器再根据收集到的光信号与参考数据进行对比从而获得相应的数据资料,并通过对数据资料的对比分析得到当前桥梁中产生的问题。光纤传感器技术相较于红外线成像技术而言,更侧重对桥梁结构上物理问题的检测,但是利用光纤传感器技术所生成的检测报告要比通过红外线成像技术得到的检测报告更加科学、具体及系统,通过光纤传感技术,不仅能实现对桥梁表面特征的检测,而且还能对桥梁的整体受力情况进行检测,得到桥梁每个部分所受的应力情况,并根据这些数据对桥梁的安全性能进行分析。并且光纤传感器技术的检测精度十分高,可更加精准地对受损部位进行定位,而且还能获知具体受损情况,但该项技术的实施成本较高,故只适用于较为重要的中小型桥梁的检测中。

  2.4无线电检测技术

  无线电检测技术的工作原理是通过对无线电信号的发射频率及无线电信号发射设备功率的调整来获取不同的反馈信号,再通过对反馈信号的处理与分析,从而获取当前桥梁的数据信息。该项技术目前被用于检测桥梁结构内部的应力波,主要在当桥梁发生较为严重的质量问题时使用,通过无线电检测技术检测应力波的状况,进而科学地判断桥梁的损害情况及损伤部位。且桥梁在长期的使用过程中,会长时间受到来自桥梁表面处车辆的压力,因此会对桥梁的钢筋结构产生影响,当磨损达到一定程度时,钢筋就会达到自身的疲劳极限从而产生开裂的问题,此时若不及时进行修复,就会使钢筋的开裂问题进一步恶化,从而直接造成桥梁使用寿命的缩短。因此在对桥梁的结构进行检测时,须做到认真仔细,充分地利用无线电检测技术对桥梁的每一个部位进行检测,从而第一时间发现问题并及时采取相应的措施。

  2.5新型检测技术的应用

  2.5.1新老产业结合的新型检测技术介绍随着科学技术的发展与进步,许多传统产业纷纷利用信息化与智能化技术实现质的改变,桥梁检测领域也不例外。(1)互联网+技术是目前最为热门的技术,其核心思想是实现万物互联,通过该技术可实现对桥梁状态的实时检测。(2)大数据,随着桥梁的使用寿命逐渐增加,所需的桥梁数据也越来越多,因此利用大数据技术可有效地对桥梁检测的数据进行收集、分析及存档。(3)人工智能技术,其本质是通过人工智能对机器进行控制,从而弥补人力上的缺陷与不足。例如,针对桥梁外观可利用爬索机器人进行检测、基于导电性材料的混凝土裂缝分布式自动检测系统、利用无人机进行的针对性检测等。2.5.2部分新型检测技术应用介绍目前新型的检测技术都具有较强的适应性,因此在检测工作当中常常会结合不同类型的检测技术。如基于机器视觉的桥梁检测技术,该技术对于桥梁缺陷的检测主要是通过智能识别与自动记录这两种方式共同实现,并且利用机器视觉的桥梁检测技术中还结合了外表图像获取技术、裂缝自动识别理论与算法技术、基于图像的裂缝宽度等危害程度定量化测量技术等。该技术的核心目的是彻底摆脱人工,利用机器实现对桥梁的远距离、高精度、低成本检测。据统计,在所有混凝土桥梁产生的安全问题中,有90%以上是由混凝土裂缝引发的,所以检测桥梁质量的首要目标是对桥梁结构的裂缝进行检测与定位。另一种应用在检测工作中的新型技术为BIM技术。BIM全称为建筑信息模型,是在规划设计、建造施工、运营维护的全过程周期内应用三维信息技术进行设计、施工、计算、管理及运营的技术手段。基于建筑信息模型的桥梁检测与安全评估系统包括桥梁结构模型信息系统、桥梁检测信息数据采集系统、桥梁结构安全评估与预警信息系统等。建筑信息模型是众多技术的结合产物,例如,三维建模技术、传感器检测技术、仿真分析等技术。通过建筑信息模型可实现桥梁检测的可视化转变,基于三维模型可更好地完成检测系统的安装,利用建筑信息模型构建的平台,可通过信息交互实现各个部门的工程师共同开展设计与检测工作,从而避免了由于信息传输不畅导致的沟通问题,进一步提升各部门的合作能力,提升检测效率。

  3提升桥梁检测水平的建议

  3.1加强检测人员技术能力与综合素养

  提升检测能力与检测质量的关键是提升检测人员的专业素养。因此除了要引入检测行业中的高水平人才之外,还应加强对检测人员的培训工作,不断引导团队技术水平的提高,使技术人员的技术水平不断得到增强。

  3.2优化检测装置和检测手段

  科学的发展也不断带动着技术的进步,因此桥梁检测精度和准度也得到了大幅度的提升。要想提升检测质量就要不断更新检测技术与检测方法,通过学习当前的前沿知识并引入先进的仪器设备,更新工作理念,从而最终实现检测工作的完善与进步,使桥梁检测的精准性与质量不断提高。

  3.3建立健全规范的规章制度

  由于桥梁工程往往规模较大,因此检测工作也很难开展,在检测工作开展的过程中,其不仅会受到人为因素的影响,也会受到自然因素、地理因素的影响,因此要使检测工作在确保安全的前提下保质保量地顺利完成,就需建立严格规范的制度和标准。检测人员按照制订的规章制度开展工作不仅可提升检测工作的质量,而且还能提高工作效率,从而促进整个桥梁工程的顺利进行。并且依据健全的规章开展工作还有利于提升检测人员的责任意识,从而更加快速且及时地发现问题并解决问题。

  4结束语

  遍观全球的桥梁使用状况,混凝土桥梁的使用寿命通常不会超过30年,随着桥梁的使用所带来的性能退化、承载能力不足等成为世界各国检测人员关心的问题。在在役桥梁检测工作的发展过程中,如何使用更加先进的技术是实现快速检测的关键。因此应不断地完善和更新检测技术,从而提升检测工作的效率与质量,为在役桥梁的安全使用奠定基础。

  参考文献

  [1]杜含辰.桥梁检测技术及试验研究[J].山东交通科技,2018(2):62–64.

  [2]刘政.荷载试验在公路桥梁检测中的应用效果评价[J].四川建材,2020,46(3):45–46.

  《在役桥梁快速化检测技术探讨》来源:《建筑技术开发》,作者:韩基刚

文章标题:在役桥梁快速化检测技术探讨

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