现代桥梁损伤诊断与维护技术
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桥梁工程中的结构健康监测与维护桥梁作为交通基础设施的重要组成部分,在现代社会扮演着至关重要的角色。
然而,随着时间的推移,桥梁也会受到自然环境、交通负荷以及设计和施工问题的影响,而逐渐出现损坏和老化现象。
因此,对桥梁结构的健康监测与维护变得至关重要,以确保其在使用寿命内能够安全有效地为人们提供交通便利。
一、桥梁结构健康监测的重要性1. 提早发现潜在问题桥梁结构健康监测可以及早发现潜在的结构问题,例如混凝土龟裂、钢结构腐蚀等。
及时采取措施修复这些问题,可以避免由于问题逐渐加重而导致的严重损坏甚至崩塌。
2. 增加桥梁使用寿命通过定期监测桥梁结构的健康状况,可以及时发现并解决结构问题,延长桥梁的使用寿命。
此外,监测数据还可以用来指导日常维护和保养工作,减少桥梁日常使用过程中的磨损和损坏。
3. 保证交通安全桥梁结构健康监测有助于确保桥梁的安全稳定。
通过实时监测,可以随时掌握桥梁的变形、振动和应力等情况,准确评估桥梁的安全状态,及时采取措施避免发生严重事故。
二、桥梁结构健康监测的方法1. 静力监测静力监测是桥梁结构健康监测中常用的一种方法。
通过安装传感器,可以测量桥梁结构的变形、应力、应变等参数,并通过数据分析评估桥梁的健康状况。
常见的传感器包括应变计、位移计、加速度计等。
2. 动力监测动力监测是通过施加外部激励,并测量桥梁结构的相应振动来评估其健康状况的方法。
常用的动力监测方法包括弹性波检测、频谱分析等。
这些方法可以从振动特性中获取有关桥梁结构的信息,如自然频率、阻尼比等,从而判断结构是否存在损伤。
3. 图像监测图像监测利用摄像机等设备记录桥梁的外部表面和结构变形,通过对图像进行分析可以获得桥梁结构的健康状况。
图像监测技术可以检测到细微的龟裂和裂缝等问题,为及早发现潜在的结构问题提供了有力的手段。
三、桥梁维护的重要性1. 增加桥梁使用寿命定期维护和保养可以减缓桥梁的老化速度,延长桥梁的使用寿命。
维护工作包括桥梁表面的清洁保养、防水涂层的修复等。
桥梁结构的维护与养护技术桥梁作为现代交通运输系统中重要的基础设施之一,承载着车辆和行人的通行,具有重要的经济和社会意义。
为了保证桥梁的安全和稳定运行,及延长其使用寿命,桥梁结构的维护与养护技术变得至关重要。
本文将就桥梁结构的维护与养护技术进行探讨,以提供相关专业知识与经验。
一、常见的桥梁结构问题及维护方法1. 桥梁结构的裂缝与断裂桥梁结构的长期荷载以及自然环境的影响,容易导致桥梁结构出现裂缝和局部断裂的问题。
为了确保桥梁的稳定,需要及时进行维护。
维护方法包括加固和修复裂缝、更换受损部件等。
2. 桥梁结构的腐蚀与锈蚀桥梁常受到湿度高、盐分腐蚀等自然环境因素的影响,容易引发金属结构的腐蚀与锈蚀。
为了延长桥梁的使用寿命,维护方法包括定期进行防锈涂覆、使用防腐材料、及时修复受损涂层等。
3. 桥梁结构的变形与沉降长期使用会导致桥梁结构出现变形与沉降问题,严重影响通行安全。
维护方法包括定期监测与测量,及时采取加固措施,如设置支撑结构、注浆加固等。
二、桥梁结构维护与养护技术1. 桥梁结构维护监测技术为了及时发现桥梁结构存在的问题,避免事故发生,现代桥梁维护与养护重视监测技术的应用。
如借助无损检测技术、应变传感器等设备,实时监测并记录桥梁的变形、裂缝等情况,为维护工作提供科学依据。
2. 桥梁结构加固技术桥梁结构受到不同形式的荷载,如果出现疲劳、断裂等问题,需要进行加固措施。
常用的桥梁结构加固技术包括设置支撑结构、加固梁底部、增加补强梁等,确保桥梁的承载能力和稳定性。
3. 桥梁结构保养技术定期的桥梁结构保养对于延长桥梁的使用寿命至关重要。
保养工作包括清理桥梁表面污染物、维护涂层、清理桥梁排水系统等,以确保桥梁良好的状态和性能。
三、桥梁维护与养护的重要性1. 保证交通安全桥梁的损坏和故障往往会导致交通事故的发生,给人们的出行和生命安全带来威胁。
维护与养护工作能够通过及时发现和处理桥梁结构问题,确保桥梁的稳定性和通行安全。
桥梁结构的维护与检修桥梁作为基础建设中的重要组成部分,承担着道路交通的枢纽作用。
然而,由于长时间的使用和恶劣的自然环境影响,桥梁结构会逐渐出现疲劳、老化和损坏等问题。
为了确保桥梁的安全和持久使用,维护与检修工作势在必行。
本文将详细探讨桥梁结构的维护与检修方法,以确保桥梁的安全运行。
一、外观检查桥梁的外观检查是维护与检修的第一步,通过对桥梁外表的观察,可以及时发现可能存在的问题。
外观检查主要包括以下几个方面:1. 桥面状况:检查桥面是否有裂缝、坑洞或其他损坏现象,如果有,应及时修复,以免对车辆行驶、行人通行产生影响。
2. 栏杆和护栏:检查栏杆和护栏是否损坏、变形或锈蚀,确保其稳固性和安全性,并进行修复或更换。
3. 支撑结构:检查桥梁的支撑结构是否有开裂、变形等情况,如果有,需要采取相应的补强措施。
4. 桥面排水系统:检查排水系统是否通畅,避免积水导致桥梁结构受损。
二、定期保养定期保养是桥梁结构维护的重要一环,通过定期保养可以延长桥梁的使用寿命和减少维修成本。
下面是一些常见的桥梁定期保养方法:1. 清洁桥面:定期清洗桥面,清除污垢和杂物,以保持桥梁表面的干净,防止杂物对桥面的损坏。
2. 桥梁涂层保护:定期检查桥梁涂层的状况,如有损坏或腐蚀,应及时进行修复和重新涂装,以保护桥梁结构免受大气侵蚀。
3. 桥梁防水:定期检查桥面防水层和防水设施的状况,如果有破损或老化,应进行修补或更换,以防止水分渗入桥梁结构并造成损坏。
三、维修与修复维修与修复是桥梁结构维护的重要环节,通过维修与修复可以修复桥梁结构的损坏和恢复其正常使用功能。
以下是常见的桥梁维修与修复方法:1. 桥面修复:对于桥面出现的裂缝、坑洞等损坏情况,可以采用修补材料进行打磨和填补,恢复桥面的平整度和平稳性。
2. 梁体加固:对于梁体出现的开裂、变形等问题,可以采用加固措施,如添加外加钢板、加固筋等,以增加梁体的承载能力。
3. 支撑结构修复:对于桥梁支撑结构出现的开裂、损坏等情况,可以使用钢筋混凝土修补材料进行修复,恢复其稳固性和承载能力。
桥梁维护养护技术要点与方法引言桥梁作为重要的交通基础设施,承担着承载车辆与行人的重要职责。
然而,长期以来,由于自然因素或人为疏忽等原因,导致桥梁出现各种损坏与老化现象,威胁着交通安全和通行效率。
因此,桥梁维护养护技术的发展变得尤为重要。
本文将从几个方面论述桥梁维护养护技术的要点与方法。
一、桥梁检测技术桥梁的维护养护首先需要进行准确全面的检测工作。
传统的人工检测方式效率低下,无法满足实际需求。
因此,应用高科技手段进行桥梁检测成为目前的趋势。
例如,通过激光测距技术,可以实现对桥梁结构的非接触性测量,准确获取结构变形和开裂等信息。
同时,利用无人机巡检,可以高效全面地检查桥梁的表面状况,及时发现维护的需求。
二、桥梁结构加固技术针对桥梁的结构问题,必要的加固是维护养护的核心工作之一。
桥梁加固的方法多种多样,需根据桥梁的具体情况选择合适的技术。
例如,对于老化的混凝土桥梁,可以采用碳纤维增强聚合物(CFRP)等材料进行粘贴加固,提高桥梁的承载能力。
此外,采用预应力技术对桥梁进行加固,能够有效减轻结构的受力,并延长桥梁的使用寿命。
三、桥梁防腐技术由于桥梁广泛暴露在自然环境中,易受到雨水、风蚀等气候条件的侵蚀,因此桥梁的防腐工作显得尤为重要。
常见的桥梁防腐方法有热浸镀锌、喷涂防腐漆等。
其中,热浸镀锌工艺可以有效地防止桥梁表面的锈蚀,延长桥梁的使用寿命。
同时,选择合适的防腐漆材料,能够对桥梁进行全面防护,避免因表面腐蚀导致结构损坏。
四、桥梁监控技术桥梁的监控工作对于维护养护至关重要。
通过实时监控桥梁的变形、挠度等指标,可以及时发现问题,采取有效措施进行修复与维护。
现代化的桥梁监控系统常常包括传感器、数据采集设备以及数据处理软件等。
利用这些技术设备,可以实现对桥梁结构状态的全面实时监测,提高桥梁的安全性和可靠性。
五、桥梁定期养护桥梁定期养护是确保桥梁长期正常运行的重要环节。
定期养护包括对桥梁进行细致的清洁工作,以保持桥体表面的清洁度和美观度。
公路工程规范要求之桥梁维护与检修技术公路桥梁是连接城市和乡村交通的重要纽带,承载着大量车辆与行人的通行。
为了保证公路桥梁的安全运营,维护与检修工作不可或缺。
本文将介绍公路工程规范要求之桥梁维护与检修技术,包括桥梁维护的重要性、维护与检修的常见方法和具体技术要求。
一、桥梁维护的重要性公路桥梁经过长时间的使用和风吹雨打,不可避免地会出现各种各样的结构问题,如混凝土龟裂、钢筋锈蚀等。
这些问题如果不及时修复,会导致桥梁的疲劳与损坏,对交通安全构成威胁。
因此,桥梁维护与检修是确保公路桥梁安全运营的关键环节。
桥梁维护与检修不仅涉及到桥梁结构的维护与修复,还包括桥梁设施的更新与升级。
维护工作的及时性和质量,直接影响到桥梁的使用寿命和安全性。
而且,维护和检修工作还可以提前发现桥梁存在的问题,及时行动,避免事故的发生。
因此,桥梁维护与检修工作是公路工程规范中不容忽视的重要内容。
二、桥梁维护与检修的常见方法1. 日常巡视维护:日常巡视维护是桥梁维护与检修的基础工作。
巡视过程中,维护人员应当仔细观察桥梁的各个部位,包括支座、梁体、桥墩等,发现问题及时报修。
同时,巡视维护还要注意检查桥梁周边的交通标志、栏杆等设施是否完好。
2. 定期检测评估:定期检测评估是桥梁维护与检修的重要手段。
通过采用无损检测技术、抽样检测等手段,全面了解桥梁的结构状况和安全性能。
依据评估结果,确定维护方案和修复措施,保证桥梁的安全使用。
3. 技术维护与修复:技术维护与修复是针对桥梁具体问题的处理手段。
根据桥梁结构的特点和问题的严重程度,选用适当的维修方法和材料。
例如,混凝土结构的龟裂可以采用填缝及补强措施,钢结构的锈蚀可以采用喷砂除锈、涂漆等方式。
三、桥梁维护与检修的具体技术要求1. 结构检修要求:在进行桥梁结构的检修时,应按照设计要求和规范进行操作。
修复后的结构要与原有结构协调一致,确保桥梁的强度和稳定性。
同时,为了保证施工质量,施工过程中应严格控制温度、湿度等环境因素的影响。
桥梁工程的维护与修复技术随着时间的推移,桥梁工程的维护和修复变得越来越重要。
桥梁是连接两个地方的纽带,承载着交通和经济发展的重任。
然而,由于长期使用、恶劣的气候条件和自然灾害的影响,桥梁往往会出现损坏和破损的问题。
因此,维护和修复工作变得至关重要,以确保桥梁的正常运行和使用。
维护和修复桥梁的技术可以分为常规维护和灾后修复两种类型。
常规维护包括定期检查和维修,以确保桥梁的正常运行。
这些工作包括检查和清理桥面、补充腐蚀保护层、修复损坏的栏杆和栏杆等。
定期检查可以及早发现潜在问题,预防损坏。
此外,维护工作还包括定期涂漆和防腐处理,以提高桥梁的耐久性。
灾后修复是一项更为复杂和费时的工作。
灾害如地震、洪水和飓风等可能导致桥梁的严重破坏,需要进行大规模的修复工作。
在灾后修复中,首要任务是确保桥梁的安全和稳定。
这通常需要进行结构加固或替换损坏的构件。
另外,桥梁表面的修复也是重要的一环,可以包括补充破损混凝土、防止铁锈蔓延等。
在灾后修复工作中,团队合作和资源调配也是至关重要的,以确保修复工作的顺利进行。
随着科技的进步,桥梁维护和修复的技术也在不断发展。
例如,传统的维修方法通常需要使用脚手架和其他设备,耗时费力。
然而,现在人们通过使用无人机和机器人等技术,可以更快速地检查和维修桥梁。
无人机可以飞到桥梁上方进行巡视,获取高清图像和视频,帮助工程师发现细微的损坏状况。
机器人可以进入桥梁内部进行检查和维修,减少人力投入和风险。
这些新技术不仅提高了工作效率,也降低了维护和修复的成本。
此外,材料科学的进步也促进了桥梁维护和修复技术的发展。
新型的高强度材料可以用来制造更耐用和耐腐蚀的桥梁结构。
纳米材料也可以用来修补和加固已损坏的部分。
例如,一种自修复混凝土材料可以通过释放活性草酸钙来填补微小的裂缝,延长桥梁的使用寿命。
这些新材料的引入使得桥梁的维护更加方便和有效。
综上所述,桥梁工程的维护和修复技术在现代社会中至关重要。
通过常规维护和灾后修复,我们可以确保桥梁的正常运行和使用。
桥梁维修与养护技术桥梁作为连接两个地区的重要交通纽带,在现代社会中扮演着不可或缺的角色。
然而,由于长期的使用和恶劣的环境条件,桥梁往往会遭受各种各样的损坏,例如裂缝、腐蚀和变形等。
因此,桥梁维修与养护技术是确保桥梁安全运营的关键。
一、桥梁维修技术桥梁维修技术是指修复受损桥梁的技术手段。
其中,最常见的桥梁维修技术包括了修复裂缝、防腐蚀和加固桥梁结构。
首先,裂缝是桥梁维修的常见问题。
在桥梁使用过程中,由于荷载的影响,桥梁会出现裂缝。
为了修复这些裂缝,可以使用各种方法,如填充和封闭。
填充是指将液态材料注入裂缝中,通过固化填补裂缝。
而封闭是指使用粘合剂将裂缝两侧的材料黏合在一起。
其次,防腐蚀也是桥梁维修的重要工作。
由于桥梁的结构往往是暴露在空气和水中的,如果不进行防腐蚀处理,桥梁结构会遭受腐蚀而大大减少使用寿命。
防腐蚀技术主要包括表面涂层和阴极保护。
表面涂层是将防腐蚀剂涂在桥梁表面,形成一个保护层,阻止氧气和水的接触,从而减少腐蚀的可能性。
而阴极保护是通过在桥梁结构上安装阴极保护系统,形成电流场,以抵消腐蚀。
最后,加固桥梁结构可以提高其承载能力和抗震性能。
加固技术包括了加建附加梁、加固柱和外加预应力等。
通过加建附加梁和加固柱,可以增加桥梁的承载能力,并通过外加预应力技术来提高桥梁的抗震性。
二、桥梁养护技术桥梁养护技术是指保养桥梁以确保其良好状态和延长使用寿命的技术手段。
其中,常见的桥梁养护技术包括了定期巡检、漆面保养和周围环境管理。
首先,定期巡检是桥梁养护的基础工作。
定期巡检可以及时发现桥梁的问题,如裂缝、腐蚀和变形等,并采取相应的维修措施。
巡检人员可以利用各种工具,如无损检测设备和摄像机等,对桥梁进行全面检查。
其次,漆面保养是提高桥梁外观和抗腐蚀能力的重要手段。
漆面保养包括了清洗、涂装和防护。
清洗是指清除桥梁表面的污垢和锈蚀物,以减少腐蚀。
涂装是指在桥梁表面涂上专用的防腐蚀漆,起到保护桥梁的作用。
防护是指增设护栏和防撞设施等,以保护桥梁免于外部冲击。
公路工程中的桥梁维护与修复公路工程是现代社会的重要基础设施之一,桥梁作为公路系统的重要组成部分,承担着承载车辆、行人和货物的重要职责。
然而,随着桥梁的老化和自然力量的侵蚀,桥梁的维护和修复问题日益凸显。
本文将探讨公路工程中桥梁维护与修复的重要性,以及常见的维护修复方法。
首先,桥梁维护与修复的重要性不容忽视。
桥梁作为公路系统的关键连接节点,一旦损坏或失去使用功能,会给交通运输造成严重影响,甚至导致交通事故和人员伤亡。
因此,定期进行桥梁维护与修复,保障其结构安全和使用功能,是确保公路畅通无阻、保障交通安全的基础。
其次,桥梁的维护与修复通常包括常规检查、预防性维护和正常维修。
常规检查是指定期对桥梁进行全面检查,包括桥梁结构、运行状态和设施设备的检查。
通过检查,可以及时发现问题,采取措施修复。
预防性维护是指在桥梁运行期间,根据使用情况和技术要求,对桥梁进行保养和修复,以延长其使用寿命。
正常维修是对桥梁进行例行性的维修工作,包括修复桥面、修补破损的支撑结构、更换老化的设备等。
桥梁维护与修复的方法多种多样,其中包括常见的护栏维修、桥墩加固、防水处理等。
护栏维修是指对桥梁的护栏进行修复和维护,保障行人和车辆的安全。
桥墩加固是在桥墩结构受损时,采取加固措施,增加其承载能力和稳定性,以确保桥梁的使用安全。
防水处理是对桥梁进行防水处理,防止雨水渗入桥梁结构,导致腐蚀和损坏。
此外,还有桥面修复、悬臂梁维护等多种维护修复方法,每种方法都有其适用范围和技术要求。
除了以上常规的维护和修复方法,近年来,随着科技的进步,一些新的技术也开始应用于桥梁维护与修复中,如无损检测技术、振动传感器监测技术等。
无损检测技术是通过对桥梁进行探测,获取结构和材料的信息,以评估桥梁的健康状况和损伤程度,为修复提供科学依据。
振动传感器监测技术则是通过安装传感器,实时监测桥梁的振动情况,以及桥墩和悬臂梁的变形情况,及时发现异常并采取措施。
这些新技术的应用,有助于提高桥梁维护与修复的精确性和效率。
桥梁结构的损伤检测和维护方法桥梁道路是现代基础设施建设和城市交通运输发展的重要组成部分,而桥梁结构作为承载车辆、行人和货物的关键设施,安全性与稳定性十分关键。
为了确保桥梁结构的安全使用,损伤检测和维护显得尤为重要。
一、桥梁结构常见损伤形式桥梁结构的损伤大致分为以下几种形式:1. 裂缝:裂缝是指结构中混凝土、钢材等的开裂现象。
裂缝对结构的稳定性、耐久性等方面均有很大影响。
2. 腐蚀:桥梁结构中的钢筋、钢板等构件都会受到自然环境和日常维护保养的影响,产生腐蚀现象。
此时,需要对桥梁进行修补和防腐处理,以确保其使用寿命。
3. 疲劳:桥梁在使用过程中,受到交通载荷和自然风险因素的影响,易产生疲劳损伤。
这种损伤常常难以发现,堆积到一定程度后,会出现桥梁完全崩塌的情况。
4. 段减、局部变形等:随着交通运输的不断发展,对桥梁结构的耐久性和安全性提出了更高的要求,而这些要求也产生了新的损伤形态,如桥梁段减、局部变形等。
二、桥梁检测和维护方法桥梁结构的损伤检测和维护通常会涉及到下面几个方面:1. 桥梁结构监测技术:根据不同的损伤形式,选择不同的监测技术进行检测。
如地表监测、应变集中器、加速度计、液压测力计、伸缩计、毫米波成像技术等。
2. 针对不同损伤形式的维护方法:针对不同损伤形式,考虑到经济性、效果、安全性等多个因素,选择适当的维护方法。
如无损检测技术、混凝土修补、结构加固等方法。
3. 维护计划:在桥梁设立初期,便应该考虑到桥梁的维护计划和预算。
桥梁维护计划应该包含桥梁的检查计划、维护工作的实施计划、预算和人员资源的规划,以保障桥梁的安全运输。
4. 数据记录和报告编写:根据桥梁检测所得数据,制定详细的检测分析报告,并据此制定施工方案和维修计划。
以及桥梁的历史性数据保存和管理,为将来的检测和维护提供依据。
结论:桥梁作为交通运输领域的重要设施,对于其运行安全、稳定性和寿命的保障是十分重要的。
在桥梁结构的检测和维护中,必须综合运用多种技术和方法,确定合适的方案和方向,以保障桥梁的维护和持久性。
桥梁结构缺陷及损伤评估方案桥梁是现代交通运输的重要组成部分,承载着巨大的交通流量和沉重的负荷。
然而,由于自然环境、设计或施工等因素的影响,桥梁结构可能存在缺陷和损伤。
为了确保桥梁的安全可靠运行,必须对其进行缺陷和损伤的评估。
本文将介绍桥梁结构缺陷及损伤评估的方案。
一、桥梁结构缺陷的分类桥梁结构的缺陷可以分为表面缺陷和内部缺陷两类。
表面缺陷包括裂缝、脱落、腐蚀等;内部缺陷则指混凝土、钢材等构造物内部的缺陷,如空洞、孔洞等。
二、桥梁结构损伤的原因桥梁结构损伤的原因多种多样,主要包括以下几个方面:1. 自然因素:如气候、温度、湿度等自然环境因素对桥梁结构的影响;2. 车辆载荷:由于大量车辆通行,桥梁结构容易受到超载和频繁负荷的影响;3. 设计和施工问题:如设计缺陷、工程质量问题等。
三、桥梁结构缺陷及损伤评估方案为了准确评估桥梁结构的缺陷及损伤情况,提出以下方案:1. 可视检查:通过目测、摄像等方式对桥梁外部进行检查,包括观察是否有裂缝、脱落等表面缺陷。
2. 非破坏性检测(NDT):采用声波、超声波、雷达等无损检测技术,对桥梁结构进行扫描和分析,检测其内部是否存在缺陷。
3. 结构力学分析:通过数值模型和结构力学计算,评估桥梁结构的承载能力和稳定性,检测是否存在损伤。
4. 材料测试:对桥梁构件进行材料性能测试,如混凝土的抗压强度、钢材的拉伸强度等,以评估其耐久性和可靠性。
四、桥梁结构缺陷及损伤评估结果的应用桥梁结构缺陷及损伤评估的结果能够为桥梁维护、修复和加固工程提供依据。
1. 维护决策:根据缺陷及损伤评估结果,制定桥梁的维护计划和相应的修复措施。
2. 修复工程:根据评估结果,进行相应的修复工程,包括补缀裂缝、脱落部分的修复等。
3. 加固设计:对于结构存在严重缺陷和损伤的情况,进行加固设计,以提高桥梁的承载能力和稳定性。
总结:桥梁结构缺陷及损伤评估方案是确保桥梁安全运行的重要环节。
通过合理的评估方案,对桥梁结构进行全面的缺陷检测和损伤分析,能够提前发现问题,采取相应措施,确保桥梁的安全可靠运行。
现代桥梁损伤诊断与维护技术摘要:既有桥梁总会存在着不同程度的结构累积损伤, 这不但影响桥梁的正常运营,而且会危及结构的使用安全。
常规桥梁承载能力试验与新近发展起来的健康监测技术都很难独自对会导致桥梁脆性破坏的损伤累积进行有效检测。
因此,提出基于损伤机理的结构损伤安全评定方法的设想,采用局部无损探测和整体、长期健康监测相结合的损伤判断、定位技术,在正确诊断桥梁损伤基础上,综合应用基于损伤力学、疲劳断裂、可靠度理论等多种方法和理论进行损伤安全评定。
因此本文根据实时安全评定结果, 按照不同桥梁结构的损伤特点,即时给出桥梁维护管理对策,以便桥梁管理部门采取相应措施保障桥梁安全使用。
关键词: 桥梁、损伤、安全评定、维护管理策略Modern bridge damage diagnosis and maintenance technology Abstract: There is always a different level structure of cumulative damage of bridge, this will not only affect the normal operation of bridges, but will also endanger the structure of safety. General carrying capacity of bridge health monitoring of the test and the newly developed technology of is difficult alone can lead to brittle failure of bridges for effective detection of cumulative damage. Therefore, make safety evaluation method of structural damage based on damage mechanism envisaged adopting nondestructive detection and overall, long-term health monitoring of local damage judgments, the combination of positioning technology, in correct diagnosis of bridge damage on the basis of integrated application based on damage mechanics, fatigue fracture reliability theory, and a variety of methods and theory in safety assessment of damage. Therefore this article according to the assessment results in real time, in accordance with the different characteristics of bridge structure damage, instant for bridge maintenance and management countermeasures in order to bridge in bridge management sector, to takeappropriate measures to ensure the safe use.Key words: bridge; damage; safety assessment ; maintenance management strategy0 引言既有桥梁总会存在着不同程度的结构累积损伤,这不但影响桥梁的正常运营,而且会危及结构的使用安全。
国内外多座桥梁的突然破坏与倒塌(见表一)表1桥梁失效Tab. 1Bridge failure cases在建造和使用过程中, 必然会受到环境、有害化学物质的侵蚀,并要承受车辆、风、地震、疲劳、超载、人为因素等外来作用,同时桥梁所采用材料的自身性能也会不断退化,从而导致结构各部分不同程度的损伤。
因此,本文在分析桥梁结构性能损伤的主要原因后,提出基于损伤机理的结构损伤安全评定方法的设想;在正确诊断桥梁损伤基础上,即时给出桥梁维护技术对策, 以便桥梁管理部门采取相应措施确保桥梁安全使用,并可优化维护支出,合理延长桥梁剩余使用寿命1 损伤机理与因素桥梁结构的寿命周期分为建造、使用、劣化、和报废四个时期。
桥梁结构在外界环境下,其承载能力下降,导致承载能力不足,影响桥梁结构性能力劣化的主要原因见下表二表二影响桥梁结构性能劣化的主要因素Tab. 2 The main factors affecting the ability of bridge structural deterioration护活动或不同维护活动中,在描述桥梁结构时效时不可避免存在不确定性。
当把桥梁结构性能作为约束条件,又不考虑各种不确定性时,使用寿命周期成本方法会出现一些问题。
为了实现一个切实可行的周期成本分析,在一侧桥梁的寿命性能适应考虑各种影响性。
2损伤诊断技术2. 1观测目前桥梁管理部门在常规养护中一般采用现场观测方法,由有经验的技术人员或专家目测,根据各部位的损伤状况来综合评定整座桥梁的分值,最终按有关养护规范或规程确定维护措施。
该种损伤诊断方法简单、易行,但评估结果粗糙, 主观性较强,对隐蔽部位及初期损伤无法检测, 对于复杂结构更是无能为力。
2. 2承载能力试验承载能力试验主要包括新建桥梁的竣工试验和旧桥的荷载试验。
其中竣工试验是对桥梁设计、施工质量是否满足规范要求,判断桥梁是否可以投入运营,此种荷载试验对设计、施工所带来的初始损伤并不敏感。
旧桥的承载能力试验是评定旧桥承载安全的有效手段之一,但难以对桥梁的损伤状态做出细致的评价。
虽然传统的桥梁承载能力试验在保证构承载安全方面是必要的, 但却难以全面反映桥的损伤累积状况,而且,其实验结果也缺乏对桥梁全储备以及退化途径作出系统的评估。
2. 3参数识别技术【1】结构参数识别可以采用静力法或动力法。
静力法一般是基于桥梁的静态应变、位移测量来进行参数识别,此种方法对试验条件要求较高,但具有较高的识别精度与稳定性。
动力法是利用结构的振动来进行参数识别与损伤检测,这种渊源于航空、机械领域的高新技术在土木工程领域也现出了勃勃生机。
研究表明结构动力响应中的频率、位移模态、应变模态对局部损伤(刚度变化)的敏感性依次增强。
鉴于模型误差、测量误差、环境噪声影响和测量数据的不完全性等因素的影响,基于频率的识别几乎是不可能的。
即使基于模态识别的敏感性较高, 但在损伤初期,响应变化很小,此外还要受到各种误差和噪声的干扰,要进行损伤的有效识别是相当困难的。
但是随着模型修正技术、测试技术和识别技术的改进,动力识别的效率会大大提高。
在目前的技术水平下,动力与静力识别法各具特色,为提高识别效率,将两种方法有机结合起来不失为一种解决问题的途径。
2. 4无损检测( NDE)在桥梁的局部损伤诊断中, 无损检测( NDE )技术是一类被广泛应用的有效检测手段, NDE 技术融合了声、光、电、磁等多种领域的高技术成果。
美国联邦公路总署( FHWA ) 为解决全美187 000 座有损桥梁合理维护问题,开展了一系列桥梁无损检测技术研究的先进成果。
见下表三表三桥梁无损检测技术Tab. 3Nondestructive ( NDE) inspection technology项目需进一步研究,如声发射的基础研究、光纤应变传感器、利用微波检测疲劳裂缝、磁效伸缩传感器的基础研究等。
2. 5健康监测桥梁健康监测是应用现代传感和通信、网络技术,实时监测桥梁在各种环境、荷载等因素作用下的结构响应, 及时发现桥梁的损伤与质量退化;另一种是整体检测,主要是指承载力试验参数识别技术、健康监测等。
桥梁损伤检测工作是桥梁安全评估与维护管理的基础。
局部损伤检测能对桥梁局部缺陷、损伤进行精细化的检查, 再分析相应损伤机理,通过相应的维护措施可以防止局部损伤进一步发展而危及桥梁的整体使用安全。
整体损伤监( 检)测能够及时监控桥,梁整体工作状态, 从而对桥梁的耐久性、安全性、可靠性有一个整体的概念, 便于维护管理策略的制定和维护资金的合理支出。
整体检测效率高,并可通过参数识别法(工程中的反问题)来进行损伤识别与定位,减少局部检测的工作量,从而弥补了局部人工检测的不足。
可见局部与整体无损检测技术是相辅相成、互为补充的。
在现有的技术水平下,整体的长期监测较难对较小损伤准确定位,这时应根据各种桥型的力学特点, 对设计和施工形成的易于损伤的薄弱细部按损伤机理分析并进行理论推断,再有针对性地进行局部精细无损检测, 这样就充分发挥两者的长处,有机结合来共同完成桥梁的损伤诊断,为桥梁维护管理决策服务。
3 维护技术3.1 灌浆法【2】灌浆法施工时间短、见效快、造价低,且对提高梁体承载力、减小不均匀沉降、抗滑移和纠偏效果好;经过灌浆处理后的复合梁体,既改善边坡下卧层梁体土质又对边坡稳定产生较好效果;使用压力较高的浆液对梁基断裂处进行粘合,水泥浆液对断裂处置换可有效处理工程桩;同时,灌浆法也阻断了水分和空气进入梁体,避免腐蚀钢筋。
3.2 表面修复法主要用于工程加固中因碳化、空蚀、冻融破坏、化学侵蚀及结构受力而引起的混凝土表层开裂、渗漏、剥蚀等破坏的大面积修补。
用于表面修补的材料有水泥修补材料、高分子有机修补材料、聚合物水泥砂浆等。
3.3 阴极防护法在钢筋表面氯离子浓度较高时,阴极保护是一种可靠的防止钢筋锈蚀的方法,及时钢筋锈蚀已经发生,采用阴极防护方法同样能阻止钢筋的继续锈蚀。
对于处于大气中的构件,分散或集中的阳极应放置在混凝土的表面,对钢筋的保护作用是由于外加电源系统来实现的。
混凝土表面的阳极需要一层导电的覆盖层,以使电流能分散至钢筋,在设计时应计入覆盖层的恒载。
3.4外层钢筋采取环氧涂层防护法环氧涂层可以长期可靠地保护钢筋,不会由于混凝土的碳化和氯离子的侵蚀而引去钢筋的锈蚀。
它与普通砂浆相比, 粘结力大, 防水, 施工工艺与普通砂浆相似, 但修补层厚度可以比普通砂浆厚度薄, 修补前不用对旧混凝土用水冲洗或湿润。
对旧桥因钢筋锈蚀混凝土胀裂的维修工艺如下:凿除混凝土表面的碎片, 用打磨机对混凝土表面和锈蚀钢筋进行打磨, 用环氧树脂【3】浆对钢筋进行防护,用水性环氧砂浆对凿开的混凝土表面进行补平。