橋梁檢測(cè)技術(shù)在橋梁結(jié)構(gòu)加固中的作用效應(yīng)

楊 勝

(廣東交科檢測(cè)有限公司，廣東 廣州 510550)

0 前 言

在橋梁的長(zhǎng)期服役過(guò)程中，由于各類(lèi)自然因素以及人為因素的反復(fù)作用，橋梁工程結(jié)構(gòu)易于產(chǎn)生一定程度的損傷，并將進(jìn)一步對(duì)其工程安全性產(chǎn)生顯著影響，因此，在其服役過(guò)程中，需要對(duì)其結(jié)構(gòu)損傷進(jìn)行有效檢測(cè)，并以檢測(cè)結(jié)果為依據(jù)給定相關(guān)維護(hù)和修復(fù)方案[1-5]。高峰等[6]就公路橋梁加固技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了分析；湯軻等[7]則就現(xiàn)有橋梁加固現(xiàn)狀進(jìn)行了詳細(xì)闡述；張發(fā)亮等[8]則從加固技術(shù)角度對(duì)現(xiàn)有橋梁加固技術(shù)進(jìn)行了深入研究；郭毅先等[9]針對(duì)現(xiàn)有橋梁加固技術(shù)進(jìn)行了分析，并進(jìn)一步闡述了其施工作業(yè)流程；徐帥等[10]從整體上對(duì)橋梁加固技術(shù)進(jìn)行了分類(lèi)，并著重闡述了其發(fā)展趨勢(shì)。上述研究雖在一定程度上針對(duì)橋梁加固方法和應(yīng)用作出了分析，但其卻并未將橋梁檢測(cè)結(jié)果加以考慮，因此，無(wú)法闡明橋梁結(jié)構(gòu)檢測(cè)對(duì)后續(xù)橋梁加固作用的影響。

本文針對(duì)目前橋梁檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展概況以及其發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，并在此技術(shù)上，分析了橋梁檢測(cè)結(jié)果對(duì)其后續(xù)加固作業(yè)中的效應(yīng)。

1 橋梁檢測(cè)技術(shù)

1.1 動(dòng)荷載試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)

目前使用較多的動(dòng)力學(xué)檢測(cè)方法是動(dòng)載試驗(yàn)檢測(cè)法。通過(guò)動(dòng)載試驗(yàn)可以對(duì)橋梁整體的振動(dòng)情況、承受荷載情況、加速度的變化情況等進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)定和記錄，其中還有對(duì)橋梁的動(dòng)力系數(shù)的測(cè)定，動(dòng)力系數(shù)是評(píng)價(jià)橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力性能的重要參數(shù)之一：不僅是橋面過(guò)往車(chē)輛行人對(duì)橋梁動(dòng)力特性影響的評(píng)價(jià)指標(biāo)，而且在一定程度上還對(duì)橋梁設(shè)計(jì)的安全性有影響。橋梁在受到風(fēng)荷載、車(chē)輛荷載的時(shí)候橋身會(huì)發(fā)生一定范圍的振動(dòng)，而一旦橋身的自振頻率超過(guò)一定限度，在外荷載的作用下產(chǎn)生共振現(xiàn)象，會(huì)影響其通行能力，更加會(huì)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定程度的損傷。為了保證橋梁結(jié)構(gòu)的安全性和過(guò)往車(chē)輛行人的舒適感，需要對(duì)橋身的振動(dòng)幅度有所限制。通過(guò)運(yùn)用常規(guī)的試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析方法，在試驗(yàn)當(dāng)中觀察橋梁動(dòng)態(tài)變化的情況，可以獲得橋梁的振動(dòng)模態(tài)，并在橋梁結(jié)構(gòu)損傷探測(cè)方法的基礎(chǔ)上，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)進(jìn)行精確性預(yù)估與評(píng)價(jià)，記錄并改變其自振頻率，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁動(dòng)力性能的優(yōu)化。現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)生活當(dāng)中，在橋梁建造、使用期間由專(zhuān)業(yè)的工作人員對(duì)于已經(jīng)標(biāo)定的橋身?yè)p傷測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與記錄，隨時(shí)可以記錄橋身測(cè)量點(diǎn)位的參數(shù)變化，將大數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總與處理，用以觀察橋身結(jié)構(gòu)的整體參數(shù)變化，此過(guò)程可以實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)損傷位置的預(yù)測(cè)。

1.2 靜荷載試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)

在實(shí)際橋梁工程中，其許多靜力學(xué)參數(shù)仍需采用相關(guān)檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行測(cè)定，如橋梁局部變形、主要構(gòu)件撓度、細(xì)部裂縫等?；陟o力學(xué)參數(shù)，可進(jìn)一步對(duì)橋梁整體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量特征進(jìn)行分析。橋梁作為一種常用的交通類(lèi)工程結(jié)構(gòu)形式，其服役性能以及壽命至關(guān)重要。利用靜荷載試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)對(duì)其靜態(tài)力學(xué)參數(shù)進(jìn)行測(cè)定后，可有效地為后續(xù)橋梁服役性能的評(píng)估以及其使用壽命的評(píng)估提供有效參數(shù)依據(jù)。

1.3 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)

一般情況而言，可通過(guò)上述動(dòng)荷載試驗(yàn)以及靜荷載試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)損傷的精確檢測(cè)，但其耗時(shí)相對(duì)較長(zhǎng)，且資源消耗程度較高。因此，目前已逐步涌現(xiàn)出多種類(lèi)別的無(wú)損傷檢測(cè)技術(shù)，如超聲波檢測(cè)、光纖傳感檢測(cè)以及雷達(dá)損傷檢測(cè)等方法。整體而言，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)具有十分顯著的優(yōu)勢(shì)，其對(duì)整體結(jié)構(gòu)無(wú)顯著損傷，可有效地維護(hù)橋梁固有結(jié)構(gòu)特征，除此之外，可較為精確地測(cè)量橋梁結(jié)構(gòu)中具體損傷位置等信息。就現(xiàn)有發(fā)展趨勢(shì)而言，高精度以及智能化特征的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)逐漸成為橋梁結(jié)構(gòu)檢測(cè)作業(yè)中的主要應(yīng)用方式。就超聲波檢測(cè)而言，其操作簡(jiǎn)便，對(duì)作業(yè)人員專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)要求相對(duì)較低，相較于其他方法而言，其精度較差，且易于受到其他因素的干擾。就光纖傳感檢測(cè)方法而言，其精度較高，且可在一定程度上實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離檢測(cè)，可精確測(cè)量橋梁結(jié)構(gòu)中損傷具體位置以及具體形狀等信息，但其成本相對(duì)而言較高，因此，在橋梁工程檢測(cè)中應(yīng)用并不十分廣泛。就雷達(dá)損傷檢測(cè)技術(shù)而言，其檢測(cè)精度相對(duì)較高，且其抗干擾能力相對(duì)較強(qiáng)，但由于其對(duì)人員作業(yè)水平要求較高，因此，其應(yīng)用范圍受到極大的限制，在現(xiàn)有的橋梁結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)過(guò)程中，其最終檢測(cè)結(jié)果的正確性和完備性極大程度受到作業(yè)人員操作過(guò)程規(guī)范性的影響。

1.4 橋梁檢測(cè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

目前雖存在諸多類(lèi)別的橋梁檢測(cè)技術(shù)方法，但不同類(lèi)型的檢測(cè)方法都存在固有缺陷，在后續(xù)橋梁檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)針對(duì)其特定的缺陷進(jìn)行有效改進(jìn)，以期進(jìn)一步提升檢測(cè)精度和效率。整體而言，主要集中于如下幾個(gè)方面，首先，現(xiàn)有檢測(cè)技術(shù)理論較為復(fù)雜，在其實(shí)際作業(yè)過(guò)程中，流程較為繁瑣，且對(duì)作業(yè)人員專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)要求較高，因此，針對(duì)橋梁檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行革新過(guò)程中，不僅應(yīng)當(dāng)考慮其理論正確性和測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，而且應(yīng)當(dāng)著重考慮其實(shí)用性和可操作性。此外，現(xiàn)有檢測(cè)技術(shù)僅可定性對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)安全性進(jìn)行程度化評(píng)估，難以高精度測(cè)量其內(nèi)部具有結(jié)構(gòu)缺陷的相關(guān)定性化指標(biāo)，在后續(xù)發(fā)展過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)著重對(duì)其測(cè)量精度進(jìn)行改良，以使得其可更為具體地實(shí)現(xiàn)橋梁工程損傷程度的定量化評(píng)定。最后，現(xiàn)有的橋梁工程檢測(cè)檢測(cè)難以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間、遠(yuǎn)距離測(cè)定，進(jìn)一步更新相關(guān)信息傳送技術(shù)可有效地為橋梁檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展提供一定的便利條件。

2 橋梁檢測(cè)在橋梁加固中的作用

2.1 加固方案制定

利用橋梁檢測(cè)結(jié)果對(duì)其進(jìn)行加固處理，為橋梁檢測(cè)的目的。需在橋梁檢測(cè)過(guò)程中，針對(duì)橋梁檢測(cè)結(jié)果建立相關(guān)評(píng)估檔案，對(duì)橋梁的災(zāi)害等級(jí)進(jìn)行評(píng)估，在確立加固方案前期，應(yīng)當(dāng)結(jié)合具體的橋梁檢測(cè)指標(biāo)以及具體損傷位置進(jìn)行方案制定，并進(jìn)一步為后續(xù)加固作業(yè)過(guò)程提供一定的理論指導(dǎo)。具體而言，應(yīng)當(dāng)以其現(xiàn)階段損傷情況為基礎(chǔ)進(jìn)行論述，確立加固的必要性，此外，結(jié)合其具體損傷情況，確立最終必要的加固方案，以此節(jié)省橋梁作業(yè)成本和作業(yè)時(shí)間。

2.2 加固作業(yè)過(guò)程

利用橋梁檢測(cè)結(jié)果對(duì)實(shí)際加固作用過(guò)程進(jìn)行指導(dǎo)不僅可以為其加固作用過(guò)程提供技術(shù)參照，而且可以對(duì)其作業(yè)流程以及作業(yè)的準(zhǔn)確性和正確性提供評(píng)價(jià)。具體而言，在加固作業(yè)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)依據(jù)橋梁檢測(cè)結(jié)果，對(duì)其具體作業(yè)過(guò)程建立相關(guān)施工檔案，為后續(xù)加固效應(yīng)的評(píng)估提供參照，可有效降低加固作業(yè)過(guò)程所產(chǎn)生相關(guān)工程質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)，為最終加固效應(yīng)提供有效保障。

3 結(jié) 語(yǔ)

橋梁檢測(cè)是了解橋梁工程結(jié)構(gòu)安全性，評(píng)估橋梁工程結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)的重要途徑，本研究從橋梁檢測(cè)技術(shù)出發(fā)，對(duì)現(xiàn)有部分橋梁檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)論述，并結(jié)合橋梁結(jié)構(gòu)加固對(duì)橋梁檢測(cè)技術(shù)的作用效應(yīng)進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，研究結(jié)果對(duì)橋梁工程結(jié)構(gòu)的加固性能提升具有一定的工程指導(dǎo)意義。

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