鋼結(jié)構(gòu)橋梁檢測(cè)與加固技術(shù)及其應(yīng)用

韓基剛

(遼寧省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng) 117000)

1 對(duì)鋼結(jié)構(gòu)橋梁進(jìn)行檢測(cè)的技術(shù)

1.1 直接檢測(cè)方法

目前，我國(guó)社會(huì)處于不斷發(fā)展的階段，科學(xué)技術(shù)得到了很大的發(fā)展，越來(lái)越多先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)被使用到鋼結(jié)構(gòu)橋梁的檢查中來(lái)，并且各種技術(shù)的使用已經(jīng)很成成熟，在這種情況下，很多落后或者是不適用的技術(shù)已經(jīng)被時(shí)代淘汰，更多新穎的檢查方式在鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)中發(fā)揮了很重要的作用。站在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的角度出發(fā)，要想在一個(gè)領(lǐng)域中使用各種新的檢測(cè)技術(shù)都需要使用大量的資金作為支持，只有這樣，才能可以確保檢測(cè)工作能夠穩(wěn)定且順利運(yùn)行，以此來(lái)保證檢測(cè)質(zhì)量以及效率。因此，直接檢測(cè)這種方法一直發(fā)展到現(xiàn)在還在使用的原因就是這種方式更加經(jīng)濟(jì)實(shí)用。鋼結(jié)構(gòu)橋梁的直接檢測(cè)方式，可以對(duì)鋼結(jié)構(gòu)中本身外表中存在的氣泡、熔合以及裂縫還有咬邊這些常見(jiàn)的缺陷進(jìn)行相應(yīng)檢測(cè)，這種鋼結(jié)構(gòu)的檢測(cè)方式對(duì)于具體檢測(cè)人員的要求比較高，需要檢測(cè)人員具有豐富的檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)，且具有專(zhuān)業(yè)檢測(cè)能力以及素質(zhì)。與此同時(shí)，還需要有對(duì)工作嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的態(tài)度，只有這樣，才只能對(duì)鋼結(jié)構(gòu)橋梁進(jìn)行更好的檢測(cè)，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)各個(gè)方面的功能進(jìn)行檢測(cè)，并且可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中存在的問(wèn)題。因此，可以在原有的直接檢測(cè)基礎(chǔ)之上不斷融入現(xiàn)代技術(shù)，這樣才能實(shí)現(xiàn)原有檢測(cè)技術(shù)的不斷改進(jìn)，以此來(lái)提升鋼結(jié)構(gòu)的檢測(cè)效率以及質(zhì)量。

1.2 磁粉檢測(cè)方式

磁粉檢測(cè)實(shí)施是目前鋼結(jié)構(gòu)橋梁檢測(cè)里面的無(wú)損檢測(cè)方式，也是現(xiàn)在使用最多地一種方式。這種就檢測(cè)方式使用的主要原理就是對(duì)鋼結(jié)構(gòu)橋梁先進(jìn)行磁化操作，在磁化結(jié)束以后，一般鋼結(jié)構(gòu)橋梁的表面都會(huì)分布很多的磁力線(xiàn)。其檢測(cè)的方式就是，一旦鋼結(jié)構(gòu)橋梁中有缺陷，磁力線(xiàn)也會(huì)因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)的破損情況而出現(xiàn)扭曲或者是變形的情況。相關(guān)的檢測(cè)工作人員只要使用簡(jiǎn)單的光照方式，就可以對(duì)破損鋼結(jié)構(gòu)橋梁中的明顯缺陷進(jìn)行準(zhǔn)確判定，這樣就實(shí)現(xiàn)了不對(duì)鋼結(jié)構(gòu)橋梁造成損傷而完成相應(yīng)的檢測(cè)工作，如果被檢測(cè)的鋼結(jié)構(gòu)沒(méi)有明顯缺陷，用來(lái)檢測(cè)的磁力線(xiàn)會(huì)呈現(xiàn)出排列整齊的情況。如果被檢測(cè)的鋼結(jié)構(gòu)橋梁存在缺陷或者是算還，這樣的話(huà)，表面的磁力線(xiàn)會(huì)發(fā)生相應(yīng)的扭曲，而且如果扭曲程度越高，就說(shuō)明鋼結(jié)構(gòu)橋梁的缺陷以及損壞越大。這樣的檢測(cè)方式具有效率比較高的特點(diǎn)，但是其中也有一些明顯的局限性，使用這種檢測(cè)方式一般都是在對(duì)磁鐵類(lèi)材料進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中，因此會(huì)對(duì)檢測(cè)人員有比較高的視力要求。

1.3 超聲波的檢測(cè)方式

超聲波這種檢測(cè)方式的具體原理就是在被檢測(cè)的鋼結(jié)構(gòu)橋梁中任意一個(gè)放線(xiàn)上面安裝上發(fā)射探頭。在對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中，可以使用安裝好的發(fā)射探頭把電能合理轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。因?yàn)樘筋^鞥能夠發(fā)出超聲波，這里的超聲波能夠穿透鋼結(jié)構(gòu)，因此，還能夠?qū)μ筋^所發(fā)出的超聲波轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號(hào)，并且還能地把這個(gè)信息放大，顯示在示波器上面。一般情況下，聲波傳送的具體時(shí)間都是使用數(shù)碼顯示器對(duì)其進(jìn)行匯總的，數(shù)碼顯示器可以就把具體的數(shù)值都打印出來(lái)。經(jīng)過(guò)超聲波的檢測(cè)方式，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)橋梁的具體性能進(jìn)行檢測(cè)，與此同時(shí)，還可以確保鋼結(jié)構(gòu)的安全以及質(zhì)量。這是一種比較穩(wěn)妥且完整的檢測(cè)方法。

1.4 力學(xué)檢測(cè)方式

對(duì)橋梁中的鋼結(jié)構(gòu)使用力學(xué)檢測(cè)方式的時(shí)候，主要分為兩種情況，分別是高應(yīng)變動(dòng)力的檢測(cè)方式，還有低應(yīng)變動(dòng)力的檢測(cè)方式，這兩種方式的使用主要是由于鋼結(jié)構(gòu)中的動(dòng)荷載會(huì)不會(huì)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)橋梁造成塑性位移影響決定的。首先，高應(yīng)變動(dòng)力的檢測(cè)方式，這種方式主要的檢測(cè)原理就是使用幾十或者是幾百斤的重槌對(duì)鋼的一側(cè)進(jìn)行敲打，與此同時(shí)，在放結(jié)構(gòu)的兩側(cè)都安裝上速度傳感器，這樣能夠?qū)⒅亻硨?duì)鋼結(jié)構(gòu)橋梁沖擊而產(chǎn)生的速度喜好以及作用力都進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)定。這種方式在受力位置會(huì)產(chǎn)生比較大的能量，其應(yīng)力以及應(yīng)變水平和鋼結(jié)構(gòu)橋梁使用的環(huán)境應(yīng)力具有相近的特點(diǎn)，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)受力的時(shí)候輸出信號(hào)進(jìn)行合理分析，使用動(dòng)荷載對(duì)鋼結(jié)構(gòu)橋梁的具體承載能力進(jìn)行合理檢驗(yàn)。低應(yīng)變動(dòng)力的檢測(cè)方式，這種檢測(cè)方式的主要原理就是低能量的穩(wěn)態(tài)或者是瞬態(tài)激振，這樣能夠讓鋼結(jié)構(gòu)橋梁在一個(gè)合理的范圍里面進(jìn)行幅度比較低的針對(duì)，之后在通過(guò)波動(dòng)理論以及震動(dòng)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)橋梁的缺陷展開(kāi)準(zhǔn)確判斷，當(dāng)前，低應(yīng)變反射的測(cè)試方法使用比較多地是應(yīng)力波反射方式以及振動(dòng)波方式，反射波的方式使用更多一些，但是這種方式的具體承載能力還有待確認(rèn)。在這種方式里面，通常會(huì)將鋼結(jié)構(gòu)橋梁當(dāng)做是維彈性均質(zhì)的桿件，一旦鋼結(jié)構(gòu)橋梁的一側(cè)受到一定沖擊以后，應(yīng)力波就會(huì)順著鋼結(jié)構(gòu)往下進(jìn)行傳播，如果遇到阻礙會(huì)出現(xiàn)反射，頂部的傳感器負(fù)責(zé)接收反射結(jié)構(gòu)，然后在通過(guò)動(dòng)測(cè)儀進(jìn)行相應(yīng)的采集以及處理，將反射的信號(hào)記錄下來(lái)，再通過(guò)實(shí)測(cè)的信號(hào)波形產(chǎn)生的浮動(dòng)值以及具體特點(diǎn)對(duì)桿結(jié)構(gòu)是否存在缺陷進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。

2 鋼結(jié)構(gòu)橋梁的具體加固措施

2.1 改變鋼結(jié)構(gòu)橋梁的具體計(jì)算圖形

對(duì)鋼結(jié)構(gòu)橋梁的具體計(jì)算圖形進(jìn)行相應(yīng)的改變，使用這種方式，可以起到對(duì)鋼結(jié)構(gòu)橋梁加固的效果。改變其計(jì)算圖形的實(shí)質(zhì)性原理是完善鋼結(jié)構(gòu)橋梁里面的受力傳導(dǎo)系統(tǒng)。鋼結(jié)構(gòu)在各個(gè)領(lǐng)域中的使用比較廣泛，其中在機(jī)械制造、橋梁以及冶金領(lǐng)域的使用頻率比較高。在橋梁工程中使用鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，通常處理的工藝都比較復(fù)雜，并且在結(jié)構(gòu)方面要求也很高。并且，一般使用鋼結(jié)構(gòu)都需要確保其在不出現(xiàn)停產(chǎn)的前提之下來(lái)進(jìn)行操作的。鋼結(jié)構(gòu)橋梁在體系方面還是受到多個(gè)方面的制約以及影響，因此需要使用改善計(jì)算圖形的方法對(duì)鋼結(jié)構(gòu)橋梁實(shí)現(xiàn)加固操作。對(duì)橋梁中的鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)處理時(shí)，改善計(jì)算圖形的這種方式受到了更加廣泛地使用。以為其加固效果比較好，所以一直沿用到現(xiàn)在，這樣方式已經(jīng)成了加固鋼結(jié)構(gòu)橋梁常使用的措施。使用這種方式及對(duì)鋼結(jié)構(gòu)橋梁進(jìn)行加固設(shè)計(jì)的過(guò)程中，不僅需要對(duì)橋梁中鋼結(jié)構(gòu)的整體受力以及極限受力情況進(jìn)行相應(yīng)分析以及計(jì)算，同時(shí)還需要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)橋梁的具體構(gòu)建進(jìn)行相應(yīng)的思考要自己和處理，最后更加實(shí)用以及科學(xué)的方式對(duì)鋼結(jié)構(gòu)橋梁進(jìn)行加固，提升鋼結(jié)構(gòu)橋梁的整體性能。

2.2 使用碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料對(duì)鋼結(jié)構(gòu)橋梁進(jìn)行加固

之前的鋼結(jié)構(gòu)橋梁加固方式雖然起到了一定的效果，但是發(fā)展到現(xiàn)在，鋼結(jié)構(gòu)橋梁的使用情況越來(lái)越多，其中有很多的缺陷也逐漸凸顯出來(lái)。其中主要的表現(xiàn)就是需要加固的時(shí)間會(huì)比較長(zhǎng)，并且在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)橋梁進(jìn)行具體加固的過(guò)程中，需要花費(fèi)比較多的人力以及物力，與此同時(shí)，所需要的資金成本也比較高，在使用以前加固方式的時(shí)候，鋼結(jié)構(gòu)橋梁本身的耐久性不夠高，并且出現(xiàn)損壞需要使用的維護(hù)費(fèi)用通常都比較多。和之前的加固技術(shù)比較起來(lái)，碳纖維增強(qiáng)復(fù)合料這種加固方式具有比較高的實(shí)用價(jià)值，并且讓鋼結(jié)構(gòu)橋梁在物理方面發(fā)揮出來(lái)的性能也更強(qiáng)一些，鋼結(jié)構(gòu)橋梁的剛度以及強(qiáng)度都比之前更高了。而且這種方式具有操作性很強(qiáng)的特點(diǎn)，具體操作起來(lái)對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)橋梁的原來(lái)結(jié)構(gòu)不會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的影響。目前，這項(xiàng)技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)橋梁的技工使用中已經(jīng)開(kāi)始使用，但是還是處在研究階段，在不斷地實(shí)踐中還需要進(jìn)行不斷完善以及改進(jìn)。

2.3 增大對(duì)鋼結(jié)構(gòu)橋梁截面加固的力度

在鋼結(jié)構(gòu)橋梁中，截面需要增大加固的力度，對(duì)截面進(jìn)行加固也能對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)橋梁起到很大的加固效果。起到的加固效果主要就是對(duì)鋼結(jié)構(gòu)橋梁進(jìn)行相應(yīng)的鋼材添補(bǔ)。預(yù)習(xí)同時(shí)，還能對(duì)原構(gòu)件的一些外包混凝土起到加固效果。比方說(shuō)，對(duì)于鋼柱進(jìn)行加固的使用，就可以使用改變截面的方式進(jìn)行相應(yīng)加固操作，這樣還能有效提升鋼結(jié)構(gòu)橋梁的彎矩并且還能增強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)橋梁內(nèi)外的整體承受能力。加固鋼梁結(jié)構(gòu)，可以使用翼緣板上面加焊水平板的方法進(jìn)行相應(yīng)的處理，結(jié)合使用這種方式，可以對(duì)斜板或者是對(duì)型鋼起到很好的加固效果。

2.4 對(duì)鋼結(jié)構(gòu)橋梁的連接點(diǎn)進(jìn)行加固

在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)橋梁進(jìn)行加固操作的過(guò)程中，還需要對(duì)各個(gè)連接點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的加固操作。對(duì)于各個(gè)連接點(diǎn)之間的加固，通常使用的方式有以下幾種方式，分別是焊縫方式、普通螺栓、高強(qiáng)度螺栓以及鉚釘，結(jié)合這些方式對(duì)鋼結(jié)構(gòu)橋梁之間的各個(gè)節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)連接以及加固。不一樣的鋼材情況使用的方式也是不同的，這就需要加固人員結(jié)合具體鋼材結(jié)構(gòu)情況，使用更加合適的連接方式，最大限度地實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)橋梁連接點(diǎn)的加固。

3 結(jié)束語(yǔ)

結(jié)合以上分析得知，鋼結(jié)構(gòu)橋梁在各個(gè)領(lǐng)域的使用都比較廣泛，要想實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)橋梁的穩(wěn)定使用，就需要對(duì)其缺陷進(jìn)行自信檢測(cè)以及加固，目前鋼結(jié)構(gòu)橋梁檢測(cè)以及加固方式不斷增加，不一樣的方式使用方式不同且效果不同，相關(guān)人員需要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)橋梁具體特點(diǎn)進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上選擇合適的檢測(cè)以及加固方式，以此來(lái)提升鋼結(jié)構(gòu)橋梁的穩(wěn)定性。