本篇文章给大家谈谈桥梁工程检测技术,以及桥梁工程检测技术论文对应的知识点,希望对各位有所帮助,不要忘了收藏本站喔。
道路和桥梁工程检测技术是非常重要的,技术的实现是为了更好的处理每个细节,达到预期施工效果,保证工程质量。中达咨询就道路和桥梁工程检测技术和大家介绍一下。
1目前道路桥梁在使用中常出现的问题
道路桥梁在使用过程中会出现各种问题,导致道路桥梁的安全性遭到破坏。目前道路桥梁病害原因大致有以下几种:
第一是缺乏科学合理的设计方案,导致不明确的工程施工规划;第二是在道路桥梁试运行期间或者试运行以后,道路桥梁出现比较严重的病害,从而在很大程度上影响道路桥梁的承载能力;第三是道路桥梁在施工过程中,没有按照规范进行,导致施工质量较差,使工程完工时没有达到工程预先的设计要求;第四是有些桥梁在施工建设时的施工质量比较好,在试运行期间也达到了良好的状态要求,但是在运行一段时间以后桥梁的承载能力达不到要求。
2道路桥梁外观病害的分析方法
2.1根据部位逐一进行检测
道路和桥梁的结构可以分为上部和下部,和其余的附属结构。鉴于不同的结构部位有不同的受力特征,不同部位也会发生具有一些共性的病害,对于出现的非常规病害,检测人员要仔细研究其病害发生原因,同时按照不同部位发生的病害程度进行相应的质量评估,然后更换损坏部件以维持正常运行。
2.2根据受力特征确定检测重点
通常情况下,可以根据桥梁的类型确定检测重点,这些重点主要集中在跨中区域的裂缝、剪力缝、挠度、桥梁主梁连接部位的安全情况以及道路桥梁的外观质量等。
2.3对材料特性进行检测调查
随着新技术、新产品的不断发展和桥梁结构日益多样化,越来越多的材料和设计应用到桥梁的结构建设中来,其中使用最广的仍然是钢筋和混凝土结构。其中钢筋的强度常常是以设计施工中的相关资料为依据的,检测人员如果发现钢筋质量出现问题或者资料不明确,在施工前要采取一定的措施进行相关问题的材料试验。
2.4内部缺陷检测
在道路桥梁的混凝土构架中,常常出现碎裂、蜂窝、分层、环境侵蚀以及钢筋锈蚀等缺陷,如果单单靠外观检测不能及时发现这些缺陷,因此要借助于其他的检测技术进行相关检测。当前常用的桥梁检测方法有雷达检测技术、声波检测法以及超声波探伤法。
2.5结构性能检测
在完成道路桥梁进行整体评价以后,要根据相关的技术规范进行相应的验算工作,在验算过程中的相关技术参数要以实际桥梁为准。验算完成后,对于未达到规范要求的桥梁可以考虑重建,对于相对可以利用的可以进行更深一步的鉴定检测。
2.6桥梁钢筋锈蚀测评
由于混凝土的密实度、碳化深度、含水量以及保护层厚度不足或者开裂损伤等原因而导致钢筋锈蚀的,可以通过外观检测、敲击检查等简单易行的操作对钢筋锈蚀程度进行检测。
2.7静力试验或动力试验
在详细资料完全获取之前,所做的验算结果不具备可靠的置信度,此时检测人员要进一步进行相关的静力试验或动力试验,以进一步确定评价结构的受力情况。
3道路桥梁检测技术
3.1超声波检测技术
超声法检测道路桥梁缺陷的基本原理是利用超声波检测仪以及声波换能器,测量并分析超声脉冲在道路桥梁中的传播速度、波幅、主频率等参数,然后以这些参数以及相应的变化为依据,判断道路桥梁出现的缺陷。
利用超声波检测技术进行道路桥梁检测时,超声波能够穿透混凝土结构并在其中传播,具有操作简单、使用安全的优点。利用超声仪器进行检测时最常用的方法是穿透测试法,但是利用此方法有一个限制,就是检测时需要两个相对的测试面,如超声检测技术不能用于隧道混凝土结构等。与此同时,由于超声波检测是声波穿透性检测技术,是否能够有效捕捉其缺陷信号始终是影响其发展的关键问题。因此,在用超声波检测技术对道路桥梁进行检测时,常常采用将多测点数据进行比较的方式,利用概率统计原理对检测数据进行处理,然后对缺陷状况进行评估,因此超声波检测技术的直观性较差,为了获取较高的检测精度,需要进行多点检测。
3.2地质雷达检测技术
地质雷达技术又称探测雷达技术,是一种高精度、无损检测、直观、经济快速的高科技检测技术。该技术主要通过地质雷达向物体内部发射高频电磁波,然后接受由物体产生的相应反射来判断物体内部的情况。地质雷达技术是一项精度较高的物理探测技术,主要应用于工程地质、地基工程、文物考古、道路桥梁以及混凝土结构探伤等检测领域。
3.3声发射法检测技术
由于材料内部结构不均匀或者存在不同性质的缺陷,局部应力的集中会导致不稳定的应力分布,材料在产生裂缝、发生塑性变形以及断裂过程中,会释放出部分应力,使之以应力波的形式向四周扩散,即为声发射。道路桥梁中的混凝土结构在荷载作用下发生变形,当变形超出设计要求时,就会出现裂纹,以波的形式释放能量。运用声发射法对道路桥梁进行检测时,将声发射器放置在需要检测的部位,通过检测不同位置收到的声波时间差,就可以明确缺陷的发生位置。运用声波发射法进行检测可以详细、准确、快速地了解桥梁内部结构的变化。在分析研究缺陷位置以后,裂纹的种类、大小、开裂速度等都可以比较详细地分析出来。由于此种检测方法容易受到周围噪声的影响,会导致检测精度的下降;另一方面,此种方法是利用道路桥梁内部缺陷,因此可以进行连续的动态检测。
3.4冲击回波法检测技术
冲击回波法检测技术是检测仪器通过机械冲击器向被检测物体表面发送应力脉冲波,当压缩波在物体内传播遇到内部缺陷时,冲击波就不能穿透而发生反射,当波速固定且选择正确的冲击器时,就可以通过测试准确地测得缺陷位置,即便没有缺陷也可以测得物体的厚度。
冲击回波法检测技术常为单面反射测试技术,在检测完一点以后就可以判断出此处是否有损伤,因此该方法具有方便、快捷,测试结果比较直观的优点。此方法广泛应用于道路桥梁混凝土或者混凝土结构内部裂纹等缺陷的测定。另一方面,此种方法虽然检测简单,但属于单点测量,其检测的结果存在不全面的缺点,实际应用也比较少。
3.5红外热像检测技术
红外线热像检测技术就是运用红外线热像探测仪器检测物体各部分发出的红外线能量,然后根据物体表面温度场分布情况,直观地显示物体材料及结构上存在的不连续缺陷。红外热像检测技术是非接触性无损检测技术。
红外热像检测技术具有以下优点:
1)红外热像检测技术的探测焦距可以从20cm到无穷远,因此更加适合具有非接触性及大范围性无损检测;
2)红外热像探测仪只对红外线产生反应,因此只要道路桥梁的温度高于零度,就可以用红外热像检测技术进行检测;
3)由于红外热像检测仪可以取得很高的检测精度,其温度分辨率可以达到0.1℃;
4)检测模式更加灵活,其摄像速度从1~30帧/s之间变化,既适合静态检测又适合动态检测。
4结语
道路桥梁检测已成为道路桥梁日常管理和维护的重要组成部分。要建立一套道路桥梁试验的检测系统,实现道路桥梁安全保障的系统化、智能化,不仅要求工作人员拥有丰富的现场实践经验,同时还要有坚实的理论基础,将理论和实践相结合,有效获取每一项检测数据,对桥梁进行准确评估,及时消除安全隐患。
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为实现对桥梁工程的快速检测,并保证检测的准确性,以验证混凝土强度,目前多采用超声回弹技术进行此项工作。检测桥梁工程的混凝土强度,主要包括静载试验、动力试验以及无损检测三个方面,其中回弹检测法具有无损的优势。为进一步说明超声回弹检测法的应用价值,本次研究选取某桥梁工程作为案例,对其进行简要分析。
我国目前大多数桥梁主要采用的都是钢筋混凝土结构,因此对于混凝土强度的监测是分析桥梁施工质量水平的重要指标。现在较为常见的桥梁工程检测方法包括回弹法、超声回弹综合法、钻芯法等,其中以超声回弹法最具优势。我国自建国以来就开始大量引用西方国家的先进技术理念,并根据桥梁建筑工程的应用开展了大量研究。自上世纪末,雷达技术、冲击波技术、红外技术等相继进入工程实用阶段,超声波检测仪的可靠性也逐渐提升。
1.桥梁工程中的超声回弹技术原理
超声回弹技术和传统意义上的检测技术存在不同的原理,超声回弹技术是基于传统检测技术发展而来的,对传统检测方法作出了完善与发展。传统意义上对桥梁的检测主要包括静载测试、动力测试和无损测试。桥梁混凝土结构在静载测试的过程中,需要测试桥梁的垂直和侧挠度以及扭转变形量。而桥梁动力实验则主要为了研究桥梁的结构自振特点及车辆动力载荷和桥梁结构的联合振动特点而进行。
超声回弹综合法是一种采用超声仪和回弹仪,分别测试混凝土同一区域的声音及回弹值的方法。通过测量得到的结果,运用公式和函数计算该区域混凝土的强度。相比于回弹法或超声法,超声回弹法能够有效避免因混凝土龄期长或含水率高而造成的不利影响,其具有非常高的测试精度,并且使用范围广,能够对混凝土的实际质量全面客观地予以表现[1]。
超声回弹法以超声波的传播速度及回弹值与混凝土抗压强度之间的关系为基础,通过测试超声波的声速及回弹值,能够很快计算混凝土抗压强度,并且保证计算结果准确,还具有不必破损混凝土的优势。如果需要检测混凝土的强度,可以先采用超声回弹法进行检测,得到混凝土的具体强度信息,以此作为处理混凝土质量问题的重要依据。如果能够提供钻芯试件作为校核使用,可以对结构复杂或龄期很长的混凝土进行检测,并得到一个相对真实但有所偏差的结果,以供参考。超声回弹法最早由罗马尼亚的建筑经济科学研究院在上世纪60年代提出,之后开始受到世界多国的广泛重视。上世纪70年代,我国开始引进此技术,并根据我国实际情况,完成了对超声回弹法的多项验证工作,并于上世纪80年代出台了相关规程[2]。对于超声回弹法能够产生明显影响的因素包括粗骨料的品种用量、混凝土含水率和测试面等方面。
2.桥梁工程中回弹技术的应用原理
(1)回弹法测定仪器使回弹仪达到符合标准的状态,需要达到的要求如下:第一,在进行水平弹击时,当弹击锤脱钩的同时,回弹仪所测得的标准能量值具体为2.2J。第二,在洛氏硬度为60±2的钢砧上,应顶住回弹仪的后盖,然后对其施加一定的压力,促使弹击杆被压入仪器的外壳,并且重锤发生后移;当重锤脱钩之后,就会弹击到弹力杆,并且弹击杆会对混凝土的表面进行弹击;产生的弹性会促使落锤回弹,在回弹的过程中,指针的滑片会被带动并使电阻杆产生电阻;当压力被放松之后,弹击杆会伸出,重锤最后也会复位[3]。第三,当弹击杆与弹击锤碰撞时,弹击的拉簧会保持自由的状态,此时弹击锤的起跳点应对应指针刻度尺的“0”位置。
(2)回弹法原理分析回弹法对于检测混凝土表面的硬度,并据此推测混凝土整体强度具有重要意义。按照混凝土强度和表面硬度之间所具有的关系,只需要检测回弹仪中运动过后的重锤冲击弹击杆所形成的冲击力即可,具体的检测方法是重锤在固定的冲击力下对混凝土表面进行撞击,然后回弹至弹击杆,此时重锤会被再次回弹,只需要测得回弹的距离,就可以计算出混凝土的强度[4]。这一方法需要通过试验建立混凝土的强度与回弹距离的关系公式,以此为数学模型,结合曲线函数计算,最终测得混凝土整体的抗压强度。(3)回弹检测技术首先,单个的检测方法对单独一种构件的检测。
其次,批量检测方法比较适合相同工艺条件下、混凝土具有相同强度等级时的测试工作,其原料、配合比、工艺以及养护条件基本一致,并且使用时长基本相近,在构件和结构上几乎没有明显区别。对于批量检测的构件,其抽检的数量必须在同批次构件总量的30%以上,并且构件的最低数量必须超过10件[5]。对构件进行抽检的过程中,应随机抽选,并且保证选取的构件具有一定代表性。
3.超声回弹法的应用案例
(1)工程概况本次研究所选桥梁为省道桥梁,桥型为上承式现浇C30混凝土等截面悬链线箱型拱桥,长度在140m左右,拱箱高在1.5m,主拱箱的宽度在7.5m左右,拱轴系数为2.511。正拱斜置,矢岸比是1/6,两岸起拱线的设计高差在3.1m左右。施工技术为钢管拱架现浇施工方法,在跨中处设置了一个井字形的支架,在主拱架和支拱架之间预留出5cm空隙。监测单位在2010年对主拱架的竖向挠度进行实际测量时发现,主拱架和支拱架发生接触,在支架的顶端上30cm高处的木支撑发生倾斜的现象,拱架的顶出现下挠,腹板处能够发现多处肉眼可见的裂缝,因此工程施工活动当即停止。之后,有关部门开始对此事进行调查分析,并进行了多次质量检测工作,检测的主要项目就包括混凝土的抗压强度。
(2)检测混凝土强度首先,通过超声回弹检测法检测取样处,并且在其它各不相同的部位总共增添了20个检测点,对其均进行了超声回弹检测。其次,对每个检测点布置16个超声回弹点及3条超声测线,每条测线都布置了声源发射点及声波接收点。最后分析超声回弹测得结果,包括回弹值、超声声速值,推算被测区域的混凝土抗压强度以及芯样修正系统。
(3)结果及结论在对上述案例进行介绍后发现,超声回弹方法的显著优势如下:所需成本不高,不会对工程结构产生任何损伤,并且超声回弹法所使用的仪器大多比较轻便,能够进行快速测试,有助于准确表现出混凝土的抗压强度相关规律。当然,回弹的数值仅仅将表面质量表现出来,至于混凝土内部的具体情况,回弹法就无能为力了,其准确度会受到很多因素的影响,导致测试结果不可靠。并且,回弹法仅仅对刚建成不久的建筑结构进行测试时能够达到最佳效果,必须保证混凝土的龄期在1000d以下,而且只能用来检测常规混凝土。实际的桥梁工程检测工作,需要采用多种无损检测的方法,并综合使用,从而提升对桥梁工程检测的可靠性和准确性。结束语超声回弹法在检测桥梁工程方面具有明显优势,因此得以广泛应用。但超声回弹检测得到的结果也容易受环境影响,因此其得到的结果并不能作为最后结果而得出结论,仅仅只能作为参考值进行判断。
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1无损检测技术概述
所谓的无损检测技术,就是在不对工程结构或质量产生破坏的基础上,对工程外观缺陷、工件特征检查与测量等技术的统称。无损检测技术包括很多方面,传统的包括通过敲击,听声,对道路工程中有无裂纹进行辨别,现在很多时候还在使用这种方法。然而这种传统的无损检测方法,不能准确的判断出缺陷的位置,具有很大的局限性。通过无损检测技术,能够保证严格的按照质量验收标准,将道路工程质量控制在合理的性能要求范围内,避免由于过度的提高工程质量,造成道路桥梁工程质量过剩。通过无损检测技术能够准确的判断工程缺陷所处的位置,同时还不会对工程设计性能造成影响,如果工程缺陷位于加工余量内,可以对其进行修补,或通过对施工工艺的调整,达到质量要求。所以,通过无损检测技术,不仅能够提高工程施工效率,降低生产造价,还能够满足工程质量性能要求。
2道路桥梁工程中无损检测技术应用的意义
现阶段,我国交通事业快速发展,特别是在我国基础设施建设的不断深入,使得道路桥梁建设越来越重要。道路桥梁工程不仅关系着我国交通运输命运,道路桥梁工程质量也直接关系着交通安全,决定着人们的生命财产安全。另外,道路桥梁工程具有施工线长、工程投资大、施工量大等特点,对工程质量造成影响的因素很多,不仅包括施工环境、地质水文条件等,还与施工技术等具有很大的关系,在施工过程中任何一个环节的质量出现问题,就会严重影响工程质量,给工程造成巨大的损失,加强对道路桥梁工程质量的检测具有十分重要的意义。
现阶段我国建设工程重要实行以政府监督为主,社会监理以及施工企业自检为一体的保障体系,在这个保障体系运作过程中,工程检测技术十分重要,可以说工程检测技术是道路工程质量控制与管理的核心。政府相关部分或者是监理企业,还是施工企业,都需要监理满足工程施工要求的实验室,共同完成对道路桥梁工程质量检测,为工程顺利实施提供保障。作为道路桥梁工程施工技术管理中重要的组成部分,检测技术同时也是工程施工控制、竣工验收等重要的环节。通过对工程各种工件、材料等质量的试验检测,能够对施工质量进行合理的评价,保证施工构件、原材料等的质量,提升工程整体的施工孩子两。为了提高道路桥梁工程质量,延长公路使用的寿命,不仅需要对工程基础进行合理的设计,还需要严格的按照施工材料验收标准、施工技术参数等进行,通过严格的质量验收,确保施工质量。通过无损检测技术,还能够保证施工原材料充分利用,同时对于新工艺、新技术、新材料的推广也具有十分重要的意义,对工程质量做出准确的评价。
3无损检测技术在道路桥梁工程中的具体应用
3.1频谱分析技术在道路桥梁工程中的应用
所谓的频谱分析技术,就是通过对不同介质中传播表面波频率特性的分析,判断检测对象的状态。在道路桥梁结构表面上施加一个瞬间的垂直冲击力,这样就会产生一组瑞雷波面,该波面主要以振源为中心,具有各种频率。这样就会通过对不同部分的锤击,获取不同的瑞雷波面信号,在不同位置上安装传感器,能够对这些瑞雷波频率进行检测,通过对频率的分析以及相干分析技术,达到测试不同深度分层介质力学参数的目的。它与传统方法相比,,具有速度快、检测频率高的特点。可以用于检测路面各分层介质的厚度均匀性以及层间的接触情况。
3.2图像技术在道路桥梁中的应用
所谓的图像技术包括激光全息图像技术以及红外成像技术。红外线成像技术原理:所有物质都是由分子构成的,在分子不断变化的下回释放出热量,同时不同物质结构所散发的热源能量也不尽相同,因此,通过专业的仪器就能够准确的判断物体表面形成的温度分布。由热敏元件对路面等温线进行划出来,通过等温线的分布就能够对道路桥梁工程中的缺陷进行辨别。而激光全息技术,首先通过专业的摄像设备,得到全息图,然后通过对全息图的分析,加上相关的计算,判断工程缺陷类型以及缺陷位置。
3.3超声波检测技术
超声波是一种高频率的声波,人耳听不见,在频率传输的过程中满足波传输规律。通过超声波检测技术,首先在实验检测位置发射超声波,然后通过超声波接收器接受超声波相关的参数,对结构内部缺陷进行判断。在介质中不同位置设置传感器,测量超声波在一定距离内传播的时间,利用速度、时间与位移的关系计算波速,利用速度与介质相关参数的关系可以测定材料的有关参数如弹性模量、抗压强度、抗折强度等,还可用来检测材料或结构内部的缺陷。
3.4激光技术在道路桥梁中的应用
激光技术主要用于对道路桥梁路面的监测,具体的应用原理包括光时差、光电反射、衍射等。衍射原理主要利用激光在传输过程汇总如果遇到狭缝就会出现衍射,通过对狭缝宽窄的调整,就能够得到不同的明暗相间的图像,从而建立相关关系,对结构中狭缝宽度变化等进行分析。光电反射原理主要是激光强度与光电流强度有直接的关系,在光电转换器的作用下能够将光能进行电能转换,由激光强弱的变化,光电转换成电能的信号也会发生变化,根据事先对光电流位移关系的标定,计算出弯沉位移变化。光时差原理主要是通过激光传输速度,对激光在短距离中传输的时差进行记录,判断工程结构内部的均匀性。
4总结
通过上述分析可知,无损检测技术在道路工程中的应用,不仅能够提升工程质量,延长工程使用寿命,同时还能够节约工程成本。在道路工程中,无损检测技术主要包括激光检测技术、超声波检测技术、图像技术、频谱分析技术等等,随着我国科学技术的发展,无损检测技术必定得到不断的完善,为我国道路工程发展做出更大的贡献。
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