公路桥梁结构检测方法 第2页
1.基于静载试验的评估方法
桥梁结构的静载试验是按照桥梁的设计荷载等级,在荷载的最不利位置布置静载(重物或载重汽车等),或者根据桥梁结构的控制内力来确定荷载的大小及位置.通过现场的荷载试验,获得所关心截面的静态应变、静态位移和静态的转角等桥梁结构的响应,进而推断桥梁结构的工作状态,并初步估计桥梁结构的承载能力.静载试验能直接获得桥梁结构在荷载作用下的情况,验证桥梁结构的设计理论和计算方法,判断桥梁结构的实际承载能力.也可以通过试验获得的结构响应与理论计算值的比较,得到相应响应的校验系数η值,进而评估桥梁的结构性能.
1.1桥梁评估规范
中美两国的桥梁评估规范的思路大体相同,下面以混凝土梁板桥为例说明两国规范的异同.中国规范的计算公式[3]Sd(γg•G;γq•∑Q)≤γbRbRcγc;毕业论文
http://www.751com.cn数Ｚ1的数值与桥梁的实际运营状况有关,因此,必须建立承载能力评估与桥梁实际状况间的对应关系.虽然裂缝的部位和宽度、结构损伤的部位和程度等指标可以定量估计,但是Ｚ1的取值在一定程度上还得依靠工程师的工作经验.考虑了采用荷载试验来进行承载能力的评估,具体做法就是将通过荷载试验的结构校验系数η折算为旧桥的校验系数Ｚ2.由于桥梁形式的多样化和试验测试数据采集的有限性使得验算系数的取值很粗糙.我国规范虽然也采用了极限状态设计理论,但荷载和抗力的分项系数是按照设计的标准选择的,而不是根据统计分析、可靠度分析和概率估计得到的,因此,桥梁承载能力评估很难用统一的安全指标来评估.
美国规范中关于材料极限强度折减系数、恒载及活载的荷载系数是基于数据统计、概率分析得到的,因此比我国规范稍微合理一点.但是,它需要建立一种失效模式,对于简单的构件还可以处理,对于比较复杂的桥梁结构处理起来就比较困难了.
2.基于动载试验的评估方法
2.1评价的步骤
桥梁结构运营一段时间后必然会出现不同程度的损伤,结构损伤必然使结构性能的某些参数发生变化,影响桥梁结构的承载能力.
桥梁动载试验本文来自辣*文.论-文|网是利用某种激振方法激起桥梁结构的振动,然后测定其固有频率、阻尼比、振型、动力冲击系数、行车响应等参量,通过与理论模型的比较,判断桥梁结构的整体刚度、行车性能,进而评估桥梁的承载能力.
文献[5]对动载试验的目的、分类、资料整理做了较详细的要求,并对试验结果的评定与分析给出了明确的规定,但对承载能力评估没有给出具体的要求和计算方法.
笔者根据项目实际情况和前人的某些实践经验,提出了一套基于动载试验的桥梁承载能力评估方法,主要步骤如下:
基于设计图纸的结构尺寸、估算的单元刚度与假定的材料特性建立桥梁结构的理想有限元模型,通过分析得到桥梁的动力学特性.
2.1.1通过对现场动载试验采集数据的分析得到桥梁结构的实际动力学特性.
2.1.2通过实际与理论数据的比较分析,调整桥梁结构的有限元模型,使模型能够精确反映桥梁结构真实的工作状况.
2.1.3通过对修正后的模型进行恒载、活载及其组合的桥梁承载能力计算分析,从而实现现役桥梁结构的承载能力的评估.
2.2机械检测技术
机械测试仪器一般有杠杆、齿轮、轴、弹簧、指针和度盘等部件。它主要由四大部分组成:传感机构、转换机构、指示机构和机体保护部分。传感机构的功能是直接感受被测量的构件变化,并把这种变化传到转换机构、在接触式机械量测仪器中,这部分常常是测杆及弹簧;对于张线式机械量测仪器,则常常是鼓轮一类的机构。转换机构的功能是把传感机构传来的被量测构件的变化转化为长度的变化,并且把它放大或缩小,或者改变方向,如百分表中的大小齿轮及弹簧。指示机构的功能,是将经过转换机构转化为长度并加以放大、缩小或改变方向之后的变化用一定形式表现出来。一般常由指针和度盘组成。机体保护部分的功能是把各组成部分连接成整体,使之保护仪器不受周围环境的影响。机械测试仪器的特点:结构简单,易于操作,工作可靠,经济耐久,可重复使用,对周围环境的适应能力强,但灵敏度不高,放大能力有限,较笨重。
2.3电测技术
电测法的原理是,通过一定的传感元件把所测的机械量(应变变化)转化为电量(电阻变化),再通过一定的仪器把电阻变化转换为电压(电流)的变化并加以放大,然后按机械量给出指示。这里所说的传感元件就是电阻应变片,测量仪器就是电阻应变仪。在工程试验中最常用的是电阻应变测试技术,它是试验应力分析中重要的方法之一。从1938年首次出现金属电阻丝粘贴式传感元件到现在,已形成一套使用方位、运用性强、比较完备的测试仪器。
2.4超声波检测
技术声波检测技术是近年来发展非常迅速的一项实用技术。超声波是一种频率高于人耳能听到的频率的声波,其频率超过了20kHz。它的基本原理是用人工的方法在工程材料或结构中激出一定频率的弹性波,这种弹性波以各种波形在材料与结构内部传播并由接收仪器接收。在物体内部传播的弹性波的波速、振幅、频率及波形等波动毕业论文
http://www.751com.cn与物体内部的缺陷(如断裂面、孔洞的大小、形状和分布)等有关。通过分析研究被接收记录下来的弹性波信号,可以了解材料与结构的力学特性和缺陷。声波检测技术比其他检测方法轻便、灵活,可以在大范围内进行测试等一系列优点,目前在钻孔灌注桩及路面质量检验中得到广泛的应用。
2.5 射线检测技术
射线是同位素或核子散发的一种无形的能束,而同位素中的某些元素所散发的能束与土壤的密度与水分有着十分密切的关系,而且具有十分明显的规律性,射线检测技术就是利用了某些同位素的这种特性。国内外的一些专家设计了核子检测仪,用于土壤密实度与
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