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摘 要:随着现代化技术的不断进步,在桥梁结构的建造过程当中,需要对桩基的完整性做出分析和测量,在进行测量的过程当中,很多地方都已经应用到了超声波检测方式,在此种情况下就需要对其技术在应用的过程当中的应用做出分析和研究。在本文当中,首先对超声回弹法的基本技术原理做出了分析;其次在实际情况的基础上,进行桥梁检测中对于超声回弹法的应用,最终利用其先进的超声波检测技术来对桥梁的相关部位做出了分析检测。
关键词:超声回弹法;桥梁;技术应用
前言:
近年来,随州我国的交通在不断的得到增大,我国大批既有桥梁相继进入老化时期,因此为了确保桥梁结构的安全运营,急需提升桥梁检测工作方法,对桥梁检测方法的研究和分析也越发得到重视。现在越来越多的现代检测方法及检测技术应用到国内外的桥梁检测方法,而目前动力试验、静载试验、无损试验等是桥梁检测中常用的试验方法。而在无损试验方法中,超声回弹法最普遍。超声回弹综合法利用测强曲线,再通过利用将实际超声结果及回弹结果结合曲线即可推断出桥梁结构的强度,其中测强曲线由试验混凝土所得的抗压强度跟非破损参数数据之间的相关关系所得出的曲线。
1 超声回弹法的基本技术原理
回弹法,即为充分的利用其传力杆当中所存在弹簧驱动的下的重锤来对混凝土所产生的荷载力,通过记录重锤之间每次反弹的距离,来对其距离的初始变化程度做出相对应的计算。利用此种方式计算下的指标可以对混凝土的表面做出基本的判断和测量。其中的回弹值反映了混凝土弹性性能以及塑性性能,利用重锤弹击的前后混凝土表面能量的变化表示,通过实验归纳法总结回弹值与混凝土强度之间的一元回归公式或者回弹值、混凝土强度与其主要影响因素之间的二元公式建立其关系表达式。以上回归公式由大量的实验数据与不同函数形式回归拟合而总结得出,进而根据其相关系数选取最为合适的公式作为实用的经验公式。而超声回弹法测定混凝土强度则通过超声波在结构混凝土中的声速、衰减度等传播参数跟混凝土强度的关系为测定基础。超声波是一种高频率的机械振动能量(声波),超声波在混凝土介质中传播过程中,会在其每一个微观结构区域形成剪切力或者伸缩力等应力改变。理论报道已证实,利用超声波反映混凝土的强度是一种理想的选择。但是,因为混凝土强度受到许多因素影响,各种因素关系复杂,因此要准确表达超声波传播与混凝土强度参数的关系是十分不容易的。
2 进行桥梁检测中对于超声回弹法的应用
在本文当中,以某个地区的某座大桥为主要的研究对象,某大桥建成于1965年,主桥长645m。在本工程当中,其中的施工方在2010年进行大桥桥面维修时,对于桥梁的整体性能做出了检测,发现其中的部分行车道板的底面存在边缘因为雨水从桥面渗漏到底部的原因,对于大桥的车道板地面造成了严重的影响,从而对形成了混凝土的脱落现象,导致了钢筋暴露外面的现象。因此需要对行车道板混凝土强度进行测定,从而利用科学有效的方式来对其做出基本的测量,该大桥的行车道板当年采用相当C20强度等级的卵石混凝土。在相同的工艺及条件下,利用60组筛选出的数据计算试件的回归曲线的回归方程式。利用超声回弹法测定桥面强度时,应通过将每块桥面分成8个测试区,之后在每个测试区中取10个测试点进行回弹值测试。在每个测试区所测得的10个回弹值中,将其最大值及最小值分别删除,计算剩余8个回弹值的平均值从而得到被测试区的平均回弹值。在对其进行分析的时候主要分为以下几个方面来进行了分析:
2.1检测混凝土强度
在对监测区域当中的混凝土抗压强度换算值的确定的时候,需要无专用和地区测强曲线时,可按下列全国统一测区混凝土抗压强度换算公式计算。推定混凝土结构强度时,应利用具有相同条件的从结构或者构件或者立方体试件测试区中取得混凝土芯样试件并对其的抗压强度进行修正。试件数量不应少于4个。
2.2检测区平整清洁处理
在对检测区域的整洁程度进行分析的时候,需要从几个方面来进行分析,首先在结构的竖向挠度、侧向挠度和扭转变形方面。在每个跨度至少要有三个测试点,同时应测取其挠度以及变形值的最大值,并对支座的下沉值进行观测。有时要通过实时测试控制截面的内力、挠度的纵向及横向影响线,来验证测试所用的计算理论是否合适;其次在控制截面的应力分布当中需要做出充分的计算和记录,并取得最大值和偏载特性。沿截面的高度范围内应包含上、下边缘及截面突变部位在内的五处测试点。另外在部分结构处应测试其支点及附近和横隔板及附近的主拉应力与剪应力,同时应该将应变计以应变花方式分布。
2.3保持回弹仪器水平
在利用回弹仪器进行水平测量的过程当中,需要对桥梁结构在运行当中的全方面系数做出测量,其中包括车辆的荷载力、冲击系数、桥梁的振动频率等,在此情况下,还要对桥梁在运行当中自身所呈现出来的特点做出分析,其中包括自振频率、振型和阻尼特性等相关的特性。在测试桥跨结构动力时,首先应使桥跨结构产生振动,并利用记录仪器实时记录该结构的振动时程曲线,之后由傅里叶转换仪器快速转换并分析出各项桥跨结构的振动特征参数。可以利用稳态激振或者脉动激振方法来模拟外界因素对结构的激振影响。
2.4测点布置分析
在对测量点进行布置的时候需要根据实际情况来做出的及时的分析,在测试的时候需要仔细观察是否已出现裂缝,同时记录裂缝开始出现时荷载的大小,并仔细观察出现裂缝的位置及裂缝的长度、宽度和裂缝方向及荷载卸载之后裂缝的闭合程度。对于像悬索桥及斜拉桥之类的特殊结构桥梁来说,还需要对索力以及塔的变位和支座结构进行观察测定。对混凝土桥的关键控制截面进行静载试验试验之时, 应在加载标准荷载车队时将其控制在该控制截面影响线范围之内,以此来确定在桥上的标准车辆的轮位位置。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0.35h中的应力误差。因此应该将温度补偿及收缩补偿块等工作做好,从而间接或直接地消除收縮或温度对其的影响。
结束语:
综上所述,在超声回弹综合法的应用当中,由于其显著的特点,被得到了桥梁方面的广泛应用,在对其进行现场检测的时候,需要准备好相关的测量仪器以及测量工具。在进行现场检测前,需要做好选择仪器设备及构件等准备工作, 并将测试区布置合理;并在检测时选择合理、合适的检测方法,检测时做到认真仔细;在处理检测数据时,应注重修正相关数据。然而,因为超声回弹综合法属于非破损法,所以其是间接检测,其检测结果可能受到多种因素的影响,导致其检测精度要低于破损性检测方法,因而只能视使用超声回弹综合法检测所得到的构件混凝土抗压强度推定值为评定混凝土强度的参考值,当对其测得的数据有争议之时应当将破损法测得的结果为准确值。在此种方式的不断的应用下就可以实现对桥梁相关部位的有效测量。
参考文献:
[1]刘寒冰,杨勇,马立学等.超声波测量混凝土密实度在桥梁承载力评价中的应用[J].公路交通科技,2007,24(11):55-59,70.
[2]朱斌.超声回弹法在检测桥梁中的技术应用[J].房地产导刊,2015,(23):369-369.
[3]杨允泉.超声回弹法在检测桥梁中的技术应用研究[J].黑龙江交通科技,2015,38(10):82-83.
(江苏鸿海建设工程有限公司,江苏 盐城 224000)
关键词:超声回弹法;桥梁;技术应用
前言:
近年来,随州我国的交通在不断的得到增大,我国大批既有桥梁相继进入老化时期,因此为了确保桥梁结构的安全运营,急需提升桥梁检测工作方法,对桥梁检测方法的研究和分析也越发得到重视。现在越来越多的现代检测方法及检测技术应用到国内外的桥梁检测方法,而目前动力试验、静载试验、无损试验等是桥梁检测中常用的试验方法。而在无损试验方法中,超声回弹法最普遍。超声回弹综合法利用测强曲线,再通过利用将实际超声结果及回弹结果结合曲线即可推断出桥梁结构的强度,其中测强曲线由试验混凝土所得的抗压强度跟非破损参数数据之间的相关关系所得出的曲线。
1 超声回弹法的基本技术原理
回弹法,即为充分的利用其传力杆当中所存在弹簧驱动的下的重锤来对混凝土所产生的荷载力,通过记录重锤之间每次反弹的距离,来对其距离的初始变化程度做出相对应的计算。利用此种方式计算下的指标可以对混凝土的表面做出基本的判断和测量。其中的回弹值反映了混凝土弹性性能以及塑性性能,利用重锤弹击的前后混凝土表面能量的变化表示,通过实验归纳法总结回弹值与混凝土强度之间的一元回归公式或者回弹值、混凝土强度与其主要影响因素之间的二元公式建立其关系表达式。以上回归公式由大量的实验数据与不同函数形式回归拟合而总结得出,进而根据其相关系数选取最为合适的公式作为实用的经验公式。而超声回弹法测定混凝土强度则通过超声波在结构混凝土中的声速、衰减度等传播参数跟混凝土强度的关系为测定基础。超声波是一种高频率的机械振动能量(声波),超声波在混凝土介质中传播过程中,会在其每一个微观结构区域形成剪切力或者伸缩力等应力改变。理论报道已证实,利用超声波反映混凝土的强度是一种理想的选择。但是,因为混凝土强度受到许多因素影响,各种因素关系复杂,因此要准确表达超声波传播与混凝土强度参数的关系是十分不容易的。
2 进行桥梁检测中对于超声回弹法的应用
在本文当中,以某个地区的某座大桥为主要的研究对象,某大桥建成于1965年,主桥长645m。在本工程当中,其中的施工方在2010年进行大桥桥面维修时,对于桥梁的整体性能做出了检测,发现其中的部分行车道板的底面存在边缘因为雨水从桥面渗漏到底部的原因,对于大桥的车道板地面造成了严重的影响,从而对形成了混凝土的脱落现象,导致了钢筋暴露外面的现象。因此需要对行车道板混凝土强度进行测定,从而利用科学有效的方式来对其做出基本的测量,该大桥的行车道板当年采用相当C20强度等级的卵石混凝土。在相同的工艺及条件下,利用60组筛选出的数据计算试件的回归曲线的回归方程式。利用超声回弹法测定桥面强度时,应通过将每块桥面分成8个测试区,之后在每个测试区中取10个测试点进行回弹值测试。在每个测试区所测得的10个回弹值中,将其最大值及最小值分别删除,计算剩余8个回弹值的平均值从而得到被测试区的平均回弹值。在对其进行分析的时候主要分为以下几个方面来进行了分析:
2.1检测混凝土强度
在对监测区域当中的混凝土抗压强度换算值的确定的时候,需要无专用和地区测强曲线时,可按下列全国统一测区混凝土抗压强度换算公式计算。推定混凝土结构强度时,应利用具有相同条件的从结构或者构件或者立方体试件测试区中取得混凝土芯样试件并对其的抗压强度进行修正。试件数量不应少于4个。
2.2检测区平整清洁处理
在对检测区域的整洁程度进行分析的时候,需要从几个方面来进行分析,首先在结构的竖向挠度、侧向挠度和扭转变形方面。在每个跨度至少要有三个测试点,同时应测取其挠度以及变形值的最大值,并对支座的下沉值进行观测。有时要通过实时测试控制截面的内力、挠度的纵向及横向影响线,来验证测试所用的计算理论是否合适;其次在控制截面的应力分布当中需要做出充分的计算和记录,并取得最大值和偏载特性。沿截面的高度范围内应包含上、下边缘及截面突变部位在内的五处测试点。另外在部分结构处应测试其支点及附近和横隔板及附近的主拉应力与剪应力,同时应该将应变计以应变花方式分布。
2.3保持回弹仪器水平
在利用回弹仪器进行水平测量的过程当中,需要对桥梁结构在运行当中的全方面系数做出测量,其中包括车辆的荷载力、冲击系数、桥梁的振动频率等,在此情况下,还要对桥梁在运行当中自身所呈现出来的特点做出分析,其中包括自振频率、振型和阻尼特性等相关的特性。在测试桥跨结构动力时,首先应使桥跨结构产生振动,并利用记录仪器实时记录该结构的振动时程曲线,之后由傅里叶转换仪器快速转换并分析出各项桥跨结构的振动特征参数。可以利用稳态激振或者脉动激振方法来模拟外界因素对结构的激振影响。
2.4测点布置分析
在对测量点进行布置的时候需要根据实际情况来做出的及时的分析,在测试的时候需要仔细观察是否已出现裂缝,同时记录裂缝开始出现时荷载的大小,并仔细观察出现裂缝的位置及裂缝的长度、宽度和裂缝方向及荷载卸载之后裂缝的闭合程度。对于像悬索桥及斜拉桥之类的特殊结构桥梁来说,还需要对索力以及塔的变位和支座结构进行观察测定。对混凝土桥的关键控制截面进行静载试验试验之时, 应在加载标准荷载车队时将其控制在该控制截面影响线范围之内,以此来确定在桥上的标准车辆的轮位位置。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0.35h中的应力误差。因此应该将温度补偿及收缩补偿块等工作做好,从而间接或直接地消除收縮或温度对其的影响。
结束语:
综上所述,在超声回弹综合法的应用当中,由于其显著的特点,被得到了桥梁方面的广泛应用,在对其进行现场检测的时候,需要准备好相关的测量仪器以及测量工具。在进行现场检测前,需要做好选择仪器设备及构件等准备工作, 并将测试区布置合理;并在检测时选择合理、合适的检测方法,检测时做到认真仔细;在处理检测数据时,应注重修正相关数据。然而,因为超声回弹综合法属于非破损法,所以其是间接检测,其检测结果可能受到多种因素的影响,导致其检测精度要低于破损性检测方法,因而只能视使用超声回弹综合法检测所得到的构件混凝土抗压强度推定值为评定混凝土强度的参考值,当对其测得的数据有争议之时应当将破损法测得的结果为准确值。在此种方式的不断的应用下就可以实现对桥梁相关部位的有效测量。
参考文献:
[1]刘寒冰,杨勇,马立学等.超声波测量混凝土密实度在桥梁承载力评价中的应用[J].公路交通科技,2007,24(11):55-59,70.
[2]朱斌.超声回弹法在检测桥梁中的技术应用[J].房地产导刊,2015,(23):369-369.
[3]杨允泉.超声回弹法在检测桥梁中的技术应用研究[J].黑龙江交通科技,2015,38(10):82-83.
(江苏鸿海建设工程有限公司,江苏 盐城 224000)