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谈混凝土桥梁的检测技术及其新发展(2)

2010-09-15 17:09 来源:来源网络 打印 | 收藏 |
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  4.仔细观察是否已出现裂缝,出现初始裂缝时所加的荷载,仔细表明裂缝出现的位置、方向、长度、宽度及卸载后闭合情况。如果结构的控制截面变形、应力或裂缝扩展,在尚未加到预计最大试验荷载前,已提前达到或超过设计标准的允许值,应立即停止加载,同时注意观察裂缝扩展情况,撤离仪器和人员。

  5.细观察卸载后的残余变形。对于特殊结构而言,如悬索桥和斜拉桥,尚需观察索力和塔的变位并进行支座的测定。

  混凝土桥的静载试验,对关键控制截面的测试,严格在该截面影响线上加载标准荷载车队,以确定标准车辆在桥上的轮位位置。除了对加载车辆的轮位有所控制外,试验时温度是一个重要因素。通常而言,温度变化一摄氏度,混凝土构件将产生十个微应变的变形,对于50号混凝土,相应于0.35吻a的应力误差。因此应做好温度补偿和收缩补偿块等工作,以直接或间接消除温度及收缩的影响。

  (三)动力试验桥梁结构的动力试验是研究桥梁结构的自振特性和车辆动力荷载与桥梁结构的联合振动特性,其测试数据是判断桥梁结构运营状况和承载特性的重要指标。众所周知,桥梁在设计时,要避免外界的强迫振动源,如风、车辆等的频率与桥跨结构的自振频率相等,否则会引起过大的共振振幅危及桥梁的使用安全。同理,当车辆以某一速度通过桥面时,桥跨的动挠度和动应力最大,那么,此时的车速称为临界车速。由临界车速引起的共振将产生动力扩大效应并直接影响到桥梁的安全使用,通常用冲击系数来表示这种扩大效应。桥梁的动力试验,主要是围绕冲击系数做文章,实际的的动力试验包括以下内容:

  1.测定桥跨结构在车辆荷载下的强迫振动特性,如冲击系数、强迫振动频率、动位移和动应力等。

  2.测定桥跨结构的自振特性,如自振频率、振型和阻尼特性等。

  桥跨结构的动力试验,首先必须使结构产生振动,然后通过仪器记录下结构的振动时程曲线,再通过专门的FFT(快速傅立叶转换)仪器,分析出结构的各项振动特性。有两种方法可模拟外界对结构的动力激振,这其中包括稳态激振和脉动激振。稳态激振包括以一辆或多辆并行满载车列以不同速度过桥或在桥上制动。而脉动激振可直接利用外界随机振源。动力分析设备越来越先进,具有丰富经验的工程师可直接分析输出结果。但与之同时的理论分析,与实际情况仍存在相当的差别。在进行动力试验时,应注意结构控制截面上的实测最大动应力、动挠度和最低标准限值应小于标准的容许值。否则容易对桥梁结构造成损坏。

  二、国内外检测技术的一些最新发展 

  在美国,每年有大量的桥梁急需维修,为了确保桥梁的维修经费的合理使用,美国公路管理局拟采用一种贝叶斯预测技术,将以前的检测数据和工程判断组合起来,可清楚的考虑到测量的错误,将建立在工程评价和先前的经验信息上融入到未来的混凝土桥梁衰变预测中,并可随时将新的检测数据增添到已有桥梁的管理系统中的架构中。这种技术现已运用于克罗拉多州的一座预应力桥梁上。美国公路管理局早已开始对美国国内所有的桥梁的基本数据建库,并可将以后的检测所获得数据不断的更新数据库中的内容。

  美国AASHTO已建立起“DATAPAVE路面长期管理使用性能数据库管理系统”,相信不久其相应的桥梁数据库管理系统也将建立起来。我国上海市现已着手建立“上海市城市桥梁管理系统”,它通过对桥梁的不同部位进行评价,通过加权汇总成全桥的桥梁缺损状况值(Bcl),最后得出该桥的使用可靠度,这种分析充分运用了模糊数学的知识。目前,将损伤力学用于桥梁表面病害、故障检测,已有不少成果间世,有学者认为可用它粗略估计老桥梁的残余寿命。多学科的交叉大大发展了桥梁的检测理论,这标志着以后桥梁可靠度综合评价技术发展的方向,检测方法的发展也是日新月异。过去斜拉桥的斜拉索发生断索事故,无从知晓。现在,使用磁漏检测技术可直接检测出是否断索和断索部位。桩基试验方法也已有大的突破。应用波动方程的解析法(cAs日、分析法(sMITH)、以及实测曲线拟合法(CAP-WAP、CAPWAP/C)进行桩的动测试验,已取得多种经验。例如高应变动力检测技术业已在国内外得到了广泛的应用,并列入相应的规程中。动力分析的快速傅立叶变换(FFT)的设备也从硬件式到“Pc分析仪”,这就大大的降低了费用。大量新型的设备已投入到生产实践中,新型传感器具有更高的精度、可靠度和耐久性;检测数据通过可靠

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