桥梁检测和状态评估研究与应用

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  摘要:随着经济社会的不断发展,各路段的桥梁安全也成为现在谈论的热门话题之一。我国对桥梁检测的实施比较晚,桥梁检测与评估系统都不完善,其中存在许多有待解决的问题,而把桥梁检测与评估方法的研究放在讨论的首位,有效的检测方法与评估技术能够对桥梁的综合性能做出充分的判定。本文对桥梁检测与状态评估作以下分析:桥梁检测系统的现状;桥梁质量检测和状态评估;桥梁检测评估内容;检测评估的准备工作;桥梁检测所遇到问题及解决办法。
  关键词:桥梁检测;狀态评估;实施办法
  0.引言
  桥梁工程作为基础设施的重要组成部分,它的安全、适用性能也是相关部门关心的重要话题。完成一个桥梁工程主要有三个过程:建桥前准备工作;建桥工作的具体实施;建成后的检测与评估过程。三个过程只要有一方面的工作做的不到位,就有可能导致桥梁建设质量存在问题的结果。桥梁检测和状态评估能起到确保桥梁安全运营,延长桥梁使用寿命的作用,同时通过检测能及时发现桥梁存在的隐患,有针对性的进行维修,可以大大节约桥梁的维修费用,也可以避免最终频繁大修关闭交通所引起的重大损失。
  1.桥梁检测系统的现状
  桥梁检测概念提出于上世纪80年代,我国对桥梁检测工作的实施较晚,大概始于上世纪90年代末,主要因为观念和检测技术的落后。随着我国经济的发展,综合国力的强大,科学技术的发展,桥梁检测工作也慢慢受到国家的重视,各种各样的检测手段也相继出台,同时也推动了我国桥梁检测系统的发展。下面是已有安装检测系统代表性桥梁[1]:
  2.桥梁质量检测和状态评估
  2.1桥梁检测评估内容
  2.2.1桥梁承载能力的评估
  承载能力是建造桥梁前首要关注的问题,桥梁的承载能力强也就代表它的使用价值大。桥梁承载能力的大小与它的组成部分是分不开的,如:强度、刚度等方面是否能够满足现在运输承载的要求等。荷载试验是对桥梁结构物进行直接加载测试的一项科学试验工作,目的是了解桥梁结构在荷载试验作用下的实际工作状态,从而判断桥梁结构的安全承载能力及评估桥梁的运营质量,从荷载试验中可以得到关于桥梁承载力的许多定性结论。
  2.2.2桥梁耐用性评估
  桥梁耐用性能的好坏决定了它的使用寿命,桥梁的耐用性能包括两方面的内容,一是:建桥材料的耐用性;二是:桥梁本身的抗损伤性能。对桥梁耐用性的评估是一个繁琐的过程,首先是要对材料的耐用性进行评估,桥梁建成后又要利用各种方法,对桥梁的抗损坏性能进行评估,最后才能得出较为合理的评估结果。
  2.2.3桥梁使用性评估
  桥梁在建造前要先确定它的结构模型,任何一种模型都有它的使用价值,而对桥梁使用价值的评估也是衡量桥梁模型好坏的标准之一。对桥梁使用性评估包括:车辆的走行性、行驶安全性、乘客的舒适程度等。
  2.2.4桥梁结构评估
  桥梁的结构评估即对桥梁的外观和结构特性进行评估的过程,这种方法只能对桥梁当前状况作大致的评估,而对它的安全储备及退化进程完全无法预测。但是,合理的桥梁结构评估也是衡量桥梁状态的一个重要指标。目前,对桥梁进行结构的评估有一下几种方法:表观检测法、局部检测法、静态检测法、动态检测法等。
  2.2.5桥梁材料的检测
  混凝土的强度测定:混凝土的强度会随着时间的推移而产生一些变化。对其强度的测试方法有回弹法、超声波法、超声波—回弹综合法、贯入法、断裂法、取芯样试验法等[2]。其中,回弹法、超声波法属于非破损性测试方法,所以应用比较广泛。混凝土的湿度对回弹值和超声波脉冲速度都有一定影响。
  钢筋锈蚀评估技术:由于混凝土的密实度、渗水性、含水量、碳化深度、保护层厚度不足和开裂等缺损,都会引起钢锈蚀,钢筋和混凝土是相互影响、相互作用的,因此,当钢筋出现锈蚀时,会促进混凝土的损坏。对钢筋锈蚀评估可以通过外观检测、敲击检测、测保护层测定仪、混凝土电阻率、混凝土中氯离子含量和混凝土碳化深度的检测方法来完成,其中,前两种方法属于直接检测法,后四种属于间接检测法,间接检测法更具有科学性和说服力。其他的检测方法有:通过电阻探测器技术、线形极化探测技术、半电池电位测量法等方法进行检测[3]。
  2.2检测评估的准备工作
  检测前需要了解桥梁的各个方面,所以检测评估工作需要做充足的准备。从桥梁的现状和特性入手,对检测的对象有一个整体的把握,明确检测工作方向,根据检测要求制定检测任务。收集建筑桥梁时运用的所有资料,对资料进行综合评估的结果,可以作为桥梁评估的参考,同时也应收集桥梁建筑的其它相关材料,这样有利于检测员对桥梁的检测评估得出一个客观公正的结果。
  3.桥梁检测所遇到的问题及解决办法
  3.1桥梁评估办法还处在理论阶段
  大多数桥梁评估办法没有在实际桥梁评估中得到验证,还处在一个理想的理念状态,没有在具体的桥梁工程中得到应用。为此我们需要进一步深入研究方法的可执行性,不能盲目的运用,也可以建立一个桥梁模型,用模型试验来反复验证检测方法的实际价值,得出现实运用价值,最后运用到实际的桥梁检测中[4]。
  3.2桥梁结构状态等级划分不明确
  不同的国家和地区划分桥梁结构的等级不同,没有统一的标准,这对评估监测工作的实施也有一定的影响,如何合理地规范和明确它的划分标准有待进一步的研究。为了建立一个世界桥梁结构划分的统一标准,国与国之间需要加强交流,为此可以建立一个国际交流平台,在这个平台上聚集各国桥梁检测专家,他们可以在此针对桥梁建设和检测进行讨论,并给出一个世界通用的、明确的桥梁结构划分办法,避免各国的差异性。
  3.3受传感设备的影响,监测系统不能定位
  现在传感设备的运用广泛,规模庞大,大多数桥梁检测系统在它的干扰下不能正常的完成工作,导致检测工作不能进行损伤定位和为评估提供充足的数据。针对传感设备影响问题,应该研制出一个防干扰设备,就像可以防止手机传播信号一样,但是如何才能在一个完全开放式的环境中进行信号的阻隔,这需要科研人员的进一步研究。
  3.4桥梁资料的收集不够充分
  进行桥梁的检测与评估需要收集大量的相关资料,对资料的收集也是为桥梁检测作准备的一项重要工作之一,目前,相关部门普遍对桥梁的资料和数据积累不足,桥梁资料数据库建立不完善。针对此问题,我们可以加强对数据库系统的完善工作,建立多方链接,尤其是加强与国外这方面专家的交流,收集多方面资料及研究成果,充实数据库。
  4.结语
  桥梁检测评估就是通过对现有桥梁的整体、各个组成部分进行检查、检测,然后通过理论进行分析,辅以相关实验,对桥梁的病害情况、损伤程度、实有承载能力以及能否正常运营做出鉴定的过程。总之,目前我国的桥梁检测与评估系统还有待完善,桥梁检测方法没有实践意义,还有有待进一步的研究,桥梁检测与评估工作需要加大开展。
  参考文献:
  [1]吴娇媚.基于混沌时间序列的桥梁状态评估研究[J].兰州交通大学,2011(6):4.
  [2]王吉红.桥梁状态检测评估研究[J].甘肃科技,2013(05):10.
  [3]张伟。高校图书馆图书漂流活动的组织与策略[J].科协论坛,2010(12):186.
  [4]张磊.卢颖.吴娇媚.实腹式石拱桥永久性变形限值指标研究[J].中国新技术新产品,2011.24(3).
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