橋梁檢測(cè)與加固.pdf

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1、橋梁檢測(cè)與加固廣東工業(yè)大學(xué)姜海波管民生橋梁檢測(cè)與加固第一講橋梁檢測(cè)與監(jiān)測(cè)技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用講授第二講橋梁病害診斷提第三講混凝土結(jié)構(gòu)承載能力及耐久性評(píng)估綱第四講橋梁改造加固方案設(shè)計(jì)第五講橋梁加固薄弱受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)計(jì)算2007年3月廣東工業(yè)大學(xué)建設(shè)學(xué)院姜海波，管民生1橋梁檢測(cè)與加固?橋梁結(jié)構(gòu)檢查的重要性橋梁結(jié)構(gòu)的使用性能及耐久年限,主要由設(shè)計(jì)、施工和所用材料的質(zhì)量等諸多因素共同確定。由于設(shè)計(jì)、施工和材料可能存在某些缺陷,而這些缺陷會(huì)使橋梁結(jié)構(gòu)先天存在著某些薄弱之處。此外,橋梁在營(yíng)運(yùn)使用中又會(huì)受到不可避免的人為損傷及各種大自然

2、侵蝕，帶來后天病害。先天缺陷和后天病害的不利影響往往會(huì)結(jié)合在一起,如果再遇上荷載和外力的臨界組合,則很容易使橋梁發(fā)生不可預(yù)見的損壞。橋梁結(jié)構(gòu)中的一處或某幾處局部的損壞又可能產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，波及到更多的位置,發(fā)展成更大的損壞,乃至危及橋梁的安全。所以,確保建成的橋梁保持良好的運(yùn)營(yíng)狀態(tài)和正常的使用功能,當(dāng)務(wù)之急是及時(shí)發(fā)現(xiàn)早期病害,在尚未出現(xiàn)更大的損傷之前采取維修養(yǎng)護(hù)措施,以控制病害發(fā)展或把病害清除,而要達(dá)到此目的,就必須對(duì)橋梁進(jìn)行檢查。橋梁結(jié)構(gòu)的檢查是保證橋梁正常使用、進(jìn)行維修加固的重要依據(jù)。檢查橋梁結(jié)構(gòu)的目的在于隨時(shí)掌握

3、結(jié)構(gòu)的技術(shù)狀況和安全狀態(tài),總結(jié)設(shè)計(jì)、施工、使用和維修的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),鑒定現(xiàn)有橋梁的承載力和通過能力,指導(dǎo)對(duì)橋梁的正確使用、管理和維修。2007年3月廣東工業(yè)大學(xué)建設(shè)學(xué)院姜海波，管民生2橋梁檢測(cè)與加固?橋面結(jié)構(gòu)的檢測(cè)用于預(yù)測(cè)橋面病害的一般方法是:測(cè)量氯化物含量和電勢(shì),并進(jìn)行肉眼觀測(cè)。但此種方法既費(fèi)時(shí)間,又妨礙交通,而且更遺憾的是,這種方法不能就瀝青橋面鋪裝的整個(gè)病害情況提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。因?yàn)樵摲椒ㄖ话炎⒁饬性谟捎诟g而導(dǎo)致的頂面鋼筋保護(hù)層的層裂上,而忽視了由于凍融循環(huán)造成的瀝青鋪裝層下的混凝土裂崩的檢測(cè)。然而值得慶幸的是

4、,使用雷達(dá)、紅外熱象儀、激光光學(xué)、超聲波和其它一些新的技術(shù)手段可在僅僅一天之內(nèi)就能準(zhǔn)確地測(cè)量成百上千公里路面或幾十座橋的橋面。2007年3月廣東工業(yè)大學(xué)建設(shè)學(xué)院姜海波，管民生3橋梁檢測(cè)與加固?橋梁結(jié)構(gòu)體系的監(jiān)測(cè)一般用于結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)的傳統(tǒng)傳感器,其測(cè)量能力只局限于逐點(diǎn)檢測(cè),當(dāng)臨界斷面檢測(cè)得不準(zhǔn)確時(shí),其效果就會(huì)很不理想。當(dāng)需要對(duì)大型結(jié)構(gòu),如橋梁的狀況進(jìn)行評(píng)估時(shí),具有大面積檢測(cè)能力的傳感器就顯得尤為重要。任何監(jiān)測(cè)系統(tǒng)都必須具備在較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)提供可靠、精確和長(zhǎng)期的檢測(cè)結(jié)果,這樣才能保證結(jié)構(gòu)處于高度的安全狀態(tài)。安裝了這種監(jiān)測(cè)系統(tǒng),就

5、可以較早地發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)存在的任何問題,以便采取必要的修復(fù)措施,從而保證結(jié)構(gòu)使用的連續(xù)安全性,使結(jié)構(gòu)的性能得到最佳利用,并減少使用費(fèi)用。混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè)用于混凝土橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)的一種新技術(shù)是光纖傳感器技術(shù)。它運(yùn)用了光纖的兩個(gè)特性來實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)測(cè)量：1光損矢量的測(cè)量,即利用纖維某些局部產(chǎn)生微小彎曲后所產(chǎn)生光矢量變化的效應(yīng)原理。2光傳輸時(shí)間原理,即:光沿傳感器到達(dá)反射鏡,再反射回到光源處的傳輸時(shí)間。2007年3月廣東工業(yè)大學(xué)建設(shè)學(xué)院姜海波，管民生4橋梁檢測(cè)與加固?鋼橋結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè)美國(guó)聯(lián)邦公路局開發(fā)的無線電橋梁檢測(cè)和評(píng)估系統(tǒng),是一個(gè)

6、便攜的、電池供電、使用無線電遙控技術(shù)的數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)。它非常像一個(gè)數(shù)字式多分支的電話網(wǎng)絡(luò),用以收集數(shù)據(jù)并傳遞到一個(gè)筆記本電腦上。這種特殊的無線電網(wǎng)絡(luò)對(duì)靜電和障礙物是“免疫”的(靜電和障礙物對(duì)這種特殊的無線電網(wǎng)絡(luò)沒有影響)。除了收集數(shù)據(jù)之外,每個(gè)模塊充當(dāng)了地區(qū)無線電網(wǎng)絡(luò)中無線電波上的一個(gè)結(jié)點(diǎn)。這對(duì)于鋼橋是十分重要的,鋼橋在長(zhǎng)度上往往大于1.6公里,而較長(zhǎng)的橋上往往有大量的電磁干擾和復(fù)合反射,用這種技術(shù)可以迅速地測(cè)量出一座鋼橋上每個(gè)有疲勞傾向的部位、破損及危險(xiǎn)的部位,或者探測(cè)出橋梁在車載和風(fēng)載作用下的工作狀況。2007年3

7、月廣東工業(yè)大學(xué)建設(shè)學(xué)院姜海波，管民生5橋梁檢測(cè)與加固?智能型支座智能支座能通過支座上活載和恒載的分布,發(fā)現(xiàn)并判斷出橋梁結(jié)構(gòu)體系的工作狀況。因?yàn)?如果結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度因遭受斷裂、沖擊或其他影響而有明顯變化時(shí),也會(huì)使支座上的荷載分布發(fā)生改變。智能支座可以“感受到”橋梁的破壞。2007年3月廣東工業(yè)大學(xué)建設(shè)學(xué)院姜海波，管民生6橋梁檢測(cè)與加固?橋梁基礎(chǔ)的監(jiān)測(cè)橋梁結(jié)構(gòu)水面或地面以上部分的材料狀況和整體性能狀況的檢測(cè)及評(píng)價(jià)方法與上部結(jié)構(gòu)類似。水面或地面以下基礎(chǔ)狀況的診斷,對(duì)于明顯的病害,一般只能通過觀測(cè)墩臺(tái)的沉降、傾斜、位移和裂縫

8、等變形狀況來分析判斷。對(duì)已建橋梁結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)沉降觀測(cè),有的采用激光系統(tǒng)和連通管水平測(cè)量裝置。在基礎(chǔ)不均勻沉降引起的傾斜測(cè)量中,采用水準(zhǔn)式、擺式傾斜儀,以及各種電測(cè)的測(cè)斜儀。在法國(guó),將側(cè)向超聲波測(cè)位儀安裝在船上曳引,檢測(cè)橋梁結(jié)構(gòu)物的浸水部分,能獲得水下結(jié)構(gòu)的雙向圖像。用來檢查橋墩、板樁、基礎(chǔ)沖刷、填石和石籠的范圍與位移狀況,以及繪制河床或海底圖。美國(guó)