橋梁無損檢測技術(shù)探究現(xiàn)狀和發(fā)展

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1、橋梁無損檢測技術(shù)探究現(xiàn)狀和發(fā)展　　摘要：無損檢測技術(shù)是指在不影響結(jié)構(gòu)或構(gòu)件性能的前提下,通過測定某些適當(dāng)?shù)奈锢砹縼砼袛嘟Y(jié)構(gòu)或構(gòu)件某些性能的檢測方法，文中介紹了橋梁無損檢測技術(shù)的內(nèi)涵，并對橋梁無損檢測技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展進行了探討。關(guān)鍵詞：橋梁無損檢測技術(shù)研究現(xiàn)狀發(fā)展中圖分類號：K928.78文獻標(biāo)識碼：A文章編號：前言橋梁工程檢測是保證橋梁正常使用和進行維修加固的重要依據(jù)。橋梁工程的檢測在于隨時掌握橋梁的技術(shù)狀況和安全狀態(tài),總結(jié)設(shè)計、施工、使用和維修經(jīng)驗和教訓(xùn),。通過鑒定現(xiàn)有橋梁的承載力和通過能力,指導(dǎo)對橋梁的正確使用、管理和維修。一、橋梁無損檢測技術(shù)

2、的內(nèi)涵隨著橋梁技術(shù)的飛速發(fā)展,對既有結(jié)構(gòu)損傷的評定,已越來越依賴于儀器對結(jié)構(gòu)進行檢測。作為一種檢測技術(shù),無損檢測主要用于與結(jié)構(gòu)安全直接有關(guān)的宏觀力學(xué)性能及宏觀缺陷的測試方面,在橋梁工程中的應(yīng)用,主要與下面幾個方面息息相關(guān):1橋梁自身材料與結(jié)構(gòu)方面的特性;2合理選取反映橋梁整體或局部的某些性能的物理量,7并確定相互之間的函數(shù)關(guān)系;3檢測方法的改進和檢測儀器的更新。無損檢測技術(shù)在橋梁檢測中的應(yīng)用十分廣泛,總體上可以概括為基于整體的結(jié)構(gòu)狀況識別和基于局部的構(gòu)件損傷識別。橋梁是一個由多種材料,不同結(jié)構(gòu)組合而成的大型綜合系統(tǒng),系統(tǒng)各個成分的重要性、應(yīng)力狀態(tài)、易損

3、性不一,剛度、動力特性也相差甚遠,所以造成橋梁檢測的范圍十分廣泛、復(fù)雜,如何對如此眾多的檢測項目進行合理分類,是值得研究的問題。對此,一些學(xué)者已經(jīng)進行了大量有益的研究和探索,提出了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、層次分析法等作為分類標(biāo)準(zhǔn)進行探討。識別橋梁的損傷,我們應(yīng)該關(guān)注的是對結(jié)構(gòu)功能產(chǎn)生嚴重影響的那些損傷,從這一意義出發(fā),將橋梁的損傷歸結(jié)為材料損傷和結(jié)構(gòu)受力損傷兩大主要的損傷形式是合適的。鋼筋和混凝土是目前橋梁工程中最主要的兩種結(jié)構(gòu)材料,橋梁的工作性質(zhì)和受力狀況決定了橋梁的損傷形成和發(fā)展,反映到材料方面則主要表現(xiàn)為疲勞損傷和鋼筋銹蝕?；炷潦且环N多相復(fù)合材料,內(nèi)部結(jié)構(gòu)

4、較為復(fù)雜?；炷翗?gòu)件在投入使用前,其內(nèi)部就已經(jīng)有微裂縫存在,這種微裂縫首先在較大骨料顆粒與砂漿或水泥的接觸面形成,主要是由于混凝土凝結(jié)和硬化過程中水泥的干縮而引起的。對鋼筋而言,使用前同樣存在缺陷,由于冶煉時雜質(zhì)的存在,不僅在微觀上破壞鋼材的連續(xù)性,7而且在一定條件下會成為導(dǎo)致鋼材銹蝕的陽極,是鋼材產(chǎn)生電化腐蝕的直接根源。另外,混凝土梁的主筋有時是由幾根鋼筋焊接而成,這也會制造出有利于損傷產(chǎn)生和發(fā)展的薄弱環(huán)節(jié),如焊縫中的微裂縫、焊接過程中的殘余應(yīng)力等。當(dāng)結(jié)構(gòu)受力時,這些部位將導(dǎo)致應(yīng)力集中而首先出現(xiàn)破壞,是橋梁損傷產(chǎn)生的根源。從結(jié)構(gòu)受力的角度分析,橋梁投

5、入使用后,要經(jīng)歷使用荷載、超常荷載、偶發(fā)荷載的作用,特別是豎向荷載的重復(fù)作用,還會經(jīng)受各種環(huán)境因素,如日照、溫差、凍融循環(huán)、風(fēng)霜雨雪等,將會導(dǎo)致橋梁構(gòu)件的抗力退化,特別是疲勞退化和主筋腐蝕引起的強度退化,從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)受力損傷,形成裂縫。此外,由于結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)沉降及構(gòu)件預(yù)應(yīng)力損失所引起的應(yīng)力重分布,結(jié)構(gòu)環(huán)境中不確定性因素的影響等原因,使損傷機理的分析日益多元化、微元化。二、橋梁無損檢測技術(shù)的研究現(xiàn)狀與最新動態(tài)1研究現(xiàn)狀傳統(tǒng)的無損檢測技術(shù)發(fā)展很快,目前已有超聲檢測、紅外檢測、聲發(fā)射、自然電位檢測、沖擊回波檢測、磁試驗、C或X射線檢測、光干涉、脈沖雷達、振動試驗

6、分析等數(shù)十種之多。除振動試驗分析法以外,多數(shù)無損檢測技術(shù)屬于局部檢測方法。2.存在問題7某些無損檢測技術(shù)應(yīng)用橋梁結(jié)構(gòu)上還存在著一些不利因素,如C或X射線檢測法只能檢測一定厚度范圍內(nèi)的混凝土,對檢測空間有一定要求,且有一定的放射性危險;超聲檢測雖然對鋼結(jié)構(gòu)檢測效果較好,但對混凝土類各向異性材料的檢測不夠準(zhǔn)確,檢測設(shè)備成本較高;紅外檢測法可遠距、快速的進行檢測診斷,但檢測成本較高且對交通流量有影響。局部檢測方法需要人工作地毯式搜索,雖較費時費力且可靠性差,但對于量大面廣的中小橋梁來說,從技術(shù)、經(jīng)濟上考慮,人工檢測仍然是一種重要的比較現(xiàn)實的技術(shù)管理手段。3.

7、最新發(fā)展近年來,致力于橋梁檢測,研究人員提出了許多成功的方法對橋梁進行非破壞性評估。一些新的方法被廣泛應(yīng)用于橋梁檢測,如利用相干激光雷達測試橋梁下部結(jié)構(gòu)的撓度,利用全息干涉儀和激光斑紋測量橋體表面的變形狀態(tài),利用雙波長遠紅外成像檢測橋梁混凝土層的損傷,利用磁漏攝動檢測鋼索、鋼梁和混凝土內(nèi)部的鋼筋等等。隨著振動實驗?zāi)B(tài)分析技術(shù)的發(fā)展,運用振動測試數(shù)據(jù)進行結(jié)構(gòu)動力模型修正理論得到了充分的發(fā)展,為橋梁結(jié)構(gòu)的安全檢測開辟了新的途徑?；谡駝幽B(tài)分析技術(shù),人們研究發(fā)現(xiàn),結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)是整體狀態(tài)的一種度量,當(dāng)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量、剛度和阻尼特性發(fā)生變化時,選用結(jié)構(gòu)振動模態(tài)作

8、為權(quán)數(shù),對結(jié)構(gòu)損傷前后的模態(tài)變化量進行加權(quán)處理,從而實現(xiàn)對單元損傷的識別和有效定位。7三、無損