桥梁上部检测的研究

桥梁上部检测方法桥梁上部检测方法研究的主要内容：研究的主要内容： 1、桥梁检测的意义、桥梁检测的意义2、桥梁检测的工作内容、桥梁检测的工作内容3、桥梁上部的外观检测、桥梁上部的外观检测4、桥梁上部的静载试验桥梁上部的静载试验5、桥梁上部的动载试验（结合工程实例）桥梁上部的动载试验（结合工程实例）6、结论与展望、结论与展望1、桥梁检测的意义、桥梁检测的意义 为了客观评价桥梁的技术状况，全面了解桥梁的使用情况，必须对桥梁的技术状况及其缺陷进行全面的检测，使其经常处于完好的技术状态，保证或延长桥涵的使用年限。查明缺陷或潜在的损伤性质、部位、严重程度及发展趋势，弄清出现缺陷和损伤的主要原因，分析和评价既有缺陷和损伤对桥梁技术状况和承载能力的影响，并为桥梁维护和加固设计提供可靠的技术参数。2、桥梁检测的工作内容、桥梁检测的工作内容1)从方法上来讲，分为静载试验、动载试验和无损检测2)从时间上来看，分为短期试验和长期试验3)从进行时期来看，分为成桥试验和施工阶段监测控制3、桥梁上部的外观检测、桥梁上部的外观检测1)桥面板是否平整，有无裂缝、局部坑槽、波浪、碎边，桥头是否跳车2)桥面泄水管是否堵塞或损坏3)桥面是否整洁，有无杂物堆4)伸缩装置是否存在堵塞、变形、漏水、跳车、连接件松动等现象5)人行道铺装是否破损，栏杆、护栏是否破损、断裂，装饰材料有无损坏6)上下部结构位置是否异常变动桥面板及人行道铺装的检查伸缩缝的检查4、桥梁上部的静载试验桥梁上部的静载试验4.1 静载试验的准备工作 (1)结构物的详查； (2)桥址情况调查； (3)加载装置的准备：试验荷重的分级称量和加 载位置的放样等； (4)量测系统的准备：标定传感器、安全措施、电源、封闭交通时间和试验人员的分工等。4.2 试验桥孔和测试截面的选择 选择时应综合考虑以下条件： (1)该跨计算受力最不利； (2)该跨施工质量较差，缺陷较多或病害较严重； (3)该跨便于搭设脚手架及设置测点或试验时便于加载。4.3 选择试验跨的工作应结合桥梁调查和检算工作的结果进行。不同桥梁形式，试验测试截面也不同，一般按如下原则选取：4.3.1 双曲拱桥：跨中挠度和截面应力(或应变)，拱脚最大负弯矩应力，跨径1/4处最大负弯矩。4.3.2 连续梁桥：主要是跨中挠度，跨中和支点截面应力(或应变)，支点截面转角和支点沉降。附加：跨径1/4处的挠度和截面应力(或应变)，支点斜截面应力。4.3.3 刚架桥：主要是跨中截面的挠度和应力，节点附近截面的应力、变位和转角，墩台顶的变位和转角。附加：柱脚截面的应力、变位和转角。4.3.4 石拱桥：主要是跨中截面的挠度和应力，拱脚截面的应力、变位和转角。4.4 静载试验的观测内容 (1)结构的最大挠度和扭转变位(包括上、下游两侧挠度差及水平位移) (2)结构控制截面最大应力(或应变)，包括混凝土表面和最外缘主筋的应力 (3)活动支座和结构连接部分的变位 (4)桁架结构支点附近杆件及其他细长杆件的稳定性 (5)裂缝的出现和扩展，包括初始裂缝的出现，裂缝的宽度、长度、间距、位置、方向和形状，以及卸载后的闭合情况4.5 静载试验量测要求 (1)选择昼夜温差小的，并安排在阴天或夜间(深夜至黎明前)近乎恒温的条件下进行试验。 (2)选择气象条件较稳定的日期进行试验。 (3)在试验过程中可采用连续观测读数、分段计算每个荷载阶段读数增量的方法。 (4)布置适量的温度测点(如热敏电阻或热电偶)，在每次观测其他测点的同时，测量结构温度场的变化，通过结构温度位移和温度应力场的计算，把量测数据中的温度影响成分分离出来。 (5)埋设与测点相同的，以传感器制备的无应力试件。 (6)量测仪器的精度、静态测定时应选用不大于预计量测值的5。4.6 工程实例：4.6.1 龙渎桥，全长为130m，主跨为523m钢筋混凝土连续箱梁。桥面现有施工车辆通行，为双向单车道，桥面宽度为21m。桥头两侧设有伸缩缝。北桥头西侧设有人行梯，供行人行走。设计荷载为汽车-20、挂车-100。在全桥详细检测的基础上，选择3跨进行静载试验。共设置5个试验工况工况一：主桥中跨最大正弯矩试验，控制截面为E；工况二：主桥中跨最大负弯矩试验，控制界面为D；工况三：主桥次中跨最大正弯矩试验，控制截面为C；工况四：主桥次中跨最大负弯矩试验，控制截面为B；工况五：主桥边跨最大正弯矩试验，控制截面为A。4.6.2 测点布置1）应变测点主桥截面应变测点布置见下图：y45x应变花布置截面应变测点布置截面应变测点布置(单位：单位：mm)2)挠度测点为测试桥梁结构的变形、变位、支座沉降及扭转，在桥面布置挠度测点，如下图：主桥挠度测点布置主桥挠度测点布置3)裂缝观测点 试验前检查刚构各部位是否有裂缝。如果发现裂缝，在结构上做出标记，在记录纸上绘出裂缝图，测试裂缝宽度，并选择典型裂缝布置应变计，测试试验过程中裂缝的宽度变化。 试验各级加载过程中及试验后检查混凝土结构表面有无由于试验荷载引起的新发裂缝，如果发现裂缝，则在结构上做出标记，绘制裂缝图，测试裂缝宽度。对原有裂缝观察试验过程中长度和宽度的变化，并详细记录。4.6.3 测点布置工况一为主桥中跨最大正弯矩试验，各级加载见图工况二为主桥边跨最大正弯矩试验，各级加载见图工况一加载车位布置图车辆加载组织方案工况一加载车位布置图车辆加载组织方案工况二加载车位布置图车辆加载组织方案工况二加载车位布置图车辆加载组织方案工况三为主桥支点最大负弯矩试验，各级加载见图工况四为主桥支点最大负弯矩试验，各级加载见图工况一加载车位布置图车辆加载组织方案工况一加载车位布置图车辆加载组织方案工况二加载车位布置图车辆加载组织方案工况二加载车位布置图车辆加载组织方案5、桥梁上部的动载试验（结合桥梁上部的动载试验（结合工程实例）工程实例）滨湖桥，主梁是一个V 型支承的连续刚构，普通钢筋混凝土，横断面为等截面T 梁，梁高 1m， 全桥共有 16 片T 梁，各梁距 1.85m，分别和 16 个V 型墩墩身固接。桥面设置了较强的 13 道横梁，全桥最高点的标高为21.803m。 滨湖桥概况滨湖桥概况 5.1 动力特性测试 5.1.1 跳车试验 用一辆标准设计荷载的汽车在主梁跨中跳车、刹车并记录自由振动信号，并用信号分析 仪求出阻尼系数()。 加载方法： 1 辆220kN 的单车停于中孔跨中处，将后轴车轮通过约15cm 高的枕木垫高后，使其突然跳下产生激振。 跳车试验荷载图跳车试验荷载图平均的对数衰减率为 miiaAAlnm12 经检测和计算，本桥梁的平均对数衰减率为0.6373。 阻尼比经检测和计算，本桥梁的阻尼比为0.1014。跳车后自由振动曲线跳车后自由振动曲线桥跨结构自振特性测试表明，该桥自振特性属低频、小阻尼振动，其值在同类桥梁的常 值范围内。 5.1.2脉冲试验 试验主孔设置若干个竖向速度传感器测点，试验时封闭全桥的交通，量测桥梁由于大地脉冲和环境干扰产生的微小振动响应。脉冲试验纪录时间为30min。采用数据采集仪采集数据，再通过相关软件进行频谱分析，根据频谱曲线可得到梁体的振动频率。t tS SL Ln nf f0 0 式中：式中：L两个时标符号间的距离两个时标符号间的距离 n波数波数 Sn 个波长的距离个波长的距离 t 时间间隔时间间隔 经检测和计算，本桥梁的自振频率为2.4096 赫兹。 5.1.3 冲击系数(1) 测试采用加载试验汽车以不同车速通过试验桥跨，量测试验车对桥梁冲击影响，据此测定冲冲击系数。 加载方法： 1 辆 220kN 的单车，于横向中部驶过桥梁，以 10 公里/小时、20 公里/小时、30 公里/ 小时匀速通过桥梁。 meanmaxSS1冲击系数测定值冲击系数测定值试验测得的冲击系数值也说明滨湖桥桥面状况较差，桥面系缺乏正常的维护与保养。 单车单车 10 公里公里/小时振动信号曲线小时振动信号曲线 单车单车20 公里公里/小时振动信号曲线小时振动信号曲线 单车单车30 公里公里/小时振动信号曲线小时振动信号曲线 附加：附加： 1、裂缝的检测方法 （小波分析） 2、裂缝深度检测 裂缝深度检测采用超声波探伤法进行检测，低频超声波具有绕射的特征，当发射探头和接收探头平置于裂缝两侧的混凝土表面时，低频超声波可以从裂缝的尾端绕过而进行传播，从所测得的超声波传播时间，可以确定裂缝的存在并计算裂缝的深度。示意图如下：3、回弹法测强 根据回弹法检测混凝土抗压强度技术规程(JGJ/T23-2001)，所检测的各测区混凝土强度换算值，是根据各测区的平均回弹值及平均碳化深度值按规程查表得出。测区平均回弹，应从该测区的16个回弹值中剔除3个最大值和3个最小值，余下的10个回弹值应按下式计算：10RR101iim式中： 测区平均回弹值(MPa)，精确至0.1MPa； 第i个测点的回弹值(MPa)。mRiR 回弹法测区布置示意图回弹法测区布置示意图要求：1、 测区尺寸为200mmx200mm；2、 测区表面清洁、平整、干燥；避开蜂窝马面；3、 16个测点分布均匀，且相邻净距不易小雨20mm。6、结论与展望、结论与展望 通过前面的介绍，我们可以发现国内外对于桥梁的检测方法中，利用静载试验的方法比较成熟。对于动载试验，我们仅是测量桥梁结构的固有频率、阻尼比、振型、动力冲击系数、动力响应（加速度、动挠度）等参数来衡量桥梁的适用性，并没有静载试验那样成熟，而动载试验更能接近桥梁的实际受力情况。因此，在今后的研究和学习当中，我们应该加强这方面的学习和研究。谢 谢！