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

楊 勝

(廣東交科檢測有限公司，廣東 廣州 510550)

0 前 言

在橋梁的長期服役過程中，由于各類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)一步對其工程安全性產(chǎn)生顯著影響，因此，在其服役過程中，需要對其結(jié)構(gòu)損傷進(jìn)行有效檢測，并以檢測結(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]從整體上對橋梁加固技術(shù)進(jìn)行了分類，并著重闡述了其發(fā)展趨勢。上述研究雖在一定程度上針對橋梁加固方法和應(yīng)用作出了分析，但其卻并未將橋梁檢測結(jié)果加以考慮，因此，無法闡明橋梁結(jié)構(gòu)檢測對后續(xù)橋梁加固作用的影響。

本文針對目前橋梁檢測技術(shù)的發(fā)展概況以及其發(fā)展趨勢進(jìn)行簡要分析，并在此技術(shù)上，分析了橋梁檢測結(jié)果對其后續(xù)加固作業(yè)中的效應(yīng)。

1 橋梁檢測技術(shù)

1.1 動荷載試驗(yàn)檢測技術(shù)

目前使用較多的動力學(xué)檢測方法是動載試驗(yàn)檢測法。通過動載試驗(yàn)可以對橋梁整體的振動情況、承受荷載情況、加速度的變化情況等進(jìn)行實(shí)時(shí)測定和記錄，其中還有對橋梁的動力系數(shù)的測定，動力系數(shù)是評價(jià)橋梁結(jié)構(gòu)動力性能的重要參數(shù)之一：不僅是橋面過往車輛行人對橋梁動力特性影響的評價(jià)指標(biāo)，而且在一定程度上還對橋梁設(shè)計(jì)的安全性有影響。橋梁在受到風(fēng)荷載、車輛荷載的時(shí)候橋身會發(fā)生一定范圍的振動，而一旦橋身的自振頻率超過一定限度，在外荷載的作用下產(chǎn)生共振現(xiàn)象，會影響其通行能力，更加會對橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定程度的損傷。為了保證橋梁結(jié)構(gòu)的安全性和過往車輛行人的舒適感，需要對橋身的振動幅度有所限制。通過運(yùn)用常規(guī)的試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析方法，在試驗(yàn)當(dāng)中觀察橋梁動態(tài)變化的情況，可以獲得橋梁的振動模態(tài)，并在橋梁結(jié)構(gòu)損傷探測方法的基礎(chǔ)上，對橋梁結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)進(jìn)行精確性預(yù)估與評價(jià)，記錄并改變其自振頻率，來實(shí)現(xiàn)對橋梁動力性能的優(yōu)化?，F(xiàn)實(shí)生產(chǎn)生活當(dāng)中，在橋梁建造、使用期間由專業(yè)的工作人員對于已經(jīng)標(biāo)定的橋身損傷測量點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測與記錄，隨時(shí)可以記錄橋身測量點(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，此過程可以實(shí)現(xiàn)對橋梁結(jié)構(gòu)損傷位置的預(yù)測。

1.2 靜荷載試驗(yàn)檢測技術(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)檢測技術(shù)進(jìn)行測定，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)檢測技術(shù)對其靜態(tài)力學(xué)參數(shù)進(jìn)行測定后，可有效地為后續(xù)橋梁服役性能的評估以及其使用壽命的評估提供有效參數(shù)依據(jù)。

1.3 無損檢測技術(shù)

一般情況而言，可通過上述動荷載試驗(yàn)以及靜荷載試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)對橋梁結(jié)構(gòu)損傷的精確檢測，但其耗時(shí)相對較長，且資源消耗程度較高。因此，目前已逐步涌現(xiàn)出多種類別的無損傷檢測技術(shù)，如超聲波檢測、光纖傳感檢測以及雷達(dá)損傷檢測等方法。整體而言，無損檢測技術(shù)具有十分顯著的優(yōu)勢，其對整體結(jié)構(gòu)無顯著損傷，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)展趨勢而言，高精度以及智能化特征的無損檢測技術(shù)逐漸成為橋梁結(jié)構(gòu)檢測作業(yè)中的主要應(yīng)用方式。就超聲波檢測而言，其操作簡便，對作業(yè)人員專業(yè)素養(yǎng)要求相對較低，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，可精確測量橋梁結(jié)構(gòu)中損傷具體位置以及具體形狀等信息，但其成本相對而言較高，因此，在橋梁工程檢測中應(yīng)用并不十分廣泛。就雷達(dá)損傷檢測技術(shù)而言，其檢測精度相對較高，且其抗干擾能力相對較強(qiáng)，但由于其對人員作業(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)損傷檢測過程中，其最終檢測結(jié)果的正確性和完備性極大程度受到作業(yè)人員操作過程規(guī)范性的影響。

1.4 橋梁檢測技術(shù)發(fā)展趨勢

目前雖存在諸多類別的橋梁檢測技術(shù)方法，但不同類型的檢測方法都存在固有缺陷，在后續(xù)橋梁檢測技術(shù)的發(fā)展過程中，應(yīng)當(dāng)針對其特定的缺陷進(jìn)行有效改進(jìn)，以期進(jìn)一步提升檢測精度和效率。整體而言，主要集中于如下幾個(gè)方面，首先，現(xiàn)有檢測技術(shù)理論較為復(fù)雜，在其實(shí)際作業(yè)過程中，流程較為繁瑣，且對作業(yè)人員專業(yè)素養(yǎng)要求較高，因此，針對橋梁檢測技術(shù)進(jìn)行革新過程中，不僅應(yīng)當(dāng)考慮其理論正確性和測量結(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)有檢測技術(shù)僅可定性對橋梁結(jié)構(gòu)安全性進(jìn)行程度化評估，難以高精度測量其內(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)展過程中，應(yīng)當(dāng)著重對其測量精度進(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定。最后，現(xiàn)有的橋梁工程檢測檢測難以實(shí)現(xiàn)長時(shí)間、遠(yuǎn)距離測定，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技術(shù)的發(fā)展提供一定的便利條件。

2 橋梁檢測在橋梁加固中的作用

2.1 加固方案制定

利用橋梁檢測結(jié)果對其進(jìn)行加固處理，為橋梁檢測的目的。需在橋梁檢測過程中，針對橋梁檢測結(jié)果建立相關(guān)評估檔案，對橋梁的災(zāi)害等級進(jìn)行評估，在確立加固方案前期，應(yīng)當(dāng)結(jié)合具體的橋梁檢測指標(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)過程

利用橋梁檢測結(jié)果對實(shí)際加固作用過程進(jìn)行指導(dǎo)不僅可以為其加固作用過程提供技術(shù)參照，而且可以對其作業(yè)流程以及作業(yè)的準(zhǔn)確性和正確性提供評價(jià)。具體而言，在加固作業(yè)過程中，應(yīng)當(dāng)依據(jù)橋梁檢測結(jié)果，對其具體作業(yè)過程建立相關(guān)施工檔案，為后續(xù)加固效應(yīng)的評估提供參照，可有效降低加固作業(yè)過程所產(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

橋梁檢測是了解橋梁工程結(jié)構(gòu)安全性，評估橋梁工程結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)的重要途徑，本研究從橋梁檢測技術(shù)出發(fā)，對現(xiàn)有部分橋梁檢測技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)論述，并結(jié)合橋梁結(jié)構(gòu)加固對橋梁檢測技術(shù)的作用效應(yīng)進(jìn)行了簡要分析，研究結(jié)果對橋梁工程結(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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