桥梁检测技术

专题：桥梁检测技术主要内容：1桥梁试验2桥梁检测的量测技术3桥梁检查4桥梁静载试验5桥梁动载试验1桥梁试验桥梁试验：对桥梁原型结构或桥梁模型结构直接进行的科学试验，包括试验准备、理论计算、现场试验、分析整理等一系列工作。桥梁试验可分为：桥梁原型试验和桥梁模型试验桥梁检测：也称为桥梁原型试验，其目的是通过试验，掌握桥梁结构在试验荷载作用下的实际工作状态，判定桥梁结构的承载能力和使用性能，检验设计与施工质量。桥梁模型试验的目的是研究结构的受力行为，探索结构应力、应变的内在规律，为设计施工服务1.1桥梁检测的工作内容桥梁检测的工作内容比较多，涉及到很多方面从方法上来讲，分为静载试验、动载试验和无损检测从时间上来讲，分为短期试验和长期试验从进行时期来讲，分为成桥试验和施工阶段监测控制一般情况下，桥梁检测可分为三个阶段，即准备规划阶段、加载与观测阶段、分析总结阶段桥梁技术资料的收集；表观检查；方案制订；仪器仪表准备利用加载设备进行加载；运用各种测试仪器观测试验结构受力后的各项性能指标；观测数据和资料对原始测试资料进行综合分析，对检测对象做出科学的判断与评价量测技术、仪器设备、测试元件是桥梁检测的重要技术保障，量测技术的科学性、准确性直接关系到桥梁检测能否达到预期的目的。在桥梁静载、动载试验检测中，量测的内容一般包括：（1）作用力的大小，包括试验荷载的大小、一些构件的内力、支座反力的大小。（2）结构截面上各种应力的分布状态及其大小。（3）结构的各种静态变形，包括水平位移、竖向挠度、相对滑移、转角等。（4）结构局部的损坏现象如裂缝的分布、宽度、深度等。（5）在动荷载作用下，要测定结构的动应力，或测定结构的自振特性、动挠度、加速度、衰减特性等。2桥梁检测的量测技术按仪器的工作原理分为机械式测试仪器、电测仪器、光学仪器、声学仪器、复合式仪器、伺服式仪器等。按仪器的用途分为测力计、应变计、位移计、倾角仪、测振仪等。按结果的显示与记录方式分为直读式、自动记录式、模拟式、数字式。按照仪器与结构的相对关系分为附着式、接触式、手持式、遥测式等。2.1检测仪器的分类2.2检测仪器的性能指标及标定仪器的性能指标一般包括以下几个方面：（1）量程（测量范围）（2）最小分度值（最小刻度）（3）灵敏度（4）准确度（精度）（5）误差在桥梁检测中，以下常用仪器仪表应定期进行标定：（1）机械仪器的标定，如百分表、千分表、测力计、回弹仪等。（2）电子仪器的标定，如超声波仪、应变仪、应变计（应变片）、荷载传感器等。（3）光学仪器的标定，如精密水准仪，测距仪，激光挠度仪，倾角仪，读数显微镜等。3桥梁检查为了客观评价桥梁的技术状况，全面了解桥梁使用情况，必须对桥梁的技术状况及其缺陷进行全面而细致的现场检查，并及时维修养护，使其经常处于完好的技术状态，保证或延长桥涵的使用年限。桥梁检查是进行桥梁评定、维修和改造的前期工作。桥梁检查工作的内容包括桥梁技术资料调查和桥梁现场的外观检查。桥梁检查需要收集的技术资料：（1）设计资料（2）施工资料（3）维修及养护资料（4）交通量调查和使用荷载调查资料4桥梁静载试验概念：桥梁静载试验是按照预定的试验目的与试验方案，将静止的荷载作用在桥梁的指定位置上，观测桥梁结构的静力位移、静力应变、裂缝、沉降等参量的试验项目，然后根据有关规范和规程的指标，判断桥梁结构的承载能力以及在荷载作用下的工作性能。组成：桥梁结构包括上部结构和下部结构两部分。上部结构的型式有梁桥、拱桥、刚构桥、斜拉桥、悬索桥等各种体系下部结构包括桥墩、桥台、基础三个部分按照技术上可行、经济上合理的原则，它们之间可以组合成各式各样的桥梁结构类型。桥梁静载试验主要是解决以下问题：（1）检验桥梁结构的设计与施工质量，验证结构的安全性与可靠性。（2）验证桥梁结构的设计理论与计算方法，充实与完善桥梁结构的计算理论与施工技术，积累科学技术资料。（3）掌握桥梁结构的工作性能，判断桥梁结构的实际承载能力。桥梁静载试验可分为三个阶段：桥梁结构的考察与试验工作准备阶段、加载试验与观测阶段、测试结果的分析总结阶段。4.1桥梁结构静载试验的方案设计试验方案设计包括：（1）试验对象的选择（2）理论分析计算（3）加载方案设计（4）观测内容确定（5）测点布置及测试仪器选择加载是桥梁静载试验重要的环节之一，包括加载设备的选用，加载、卸载程序的确定以及加载持续时间三个方面。（图4-1所示为加载设备）4.2桥梁桩基础静载试验试验的目的与内容：桩基础静载试验的主要目的是确定桩的承载能力，即确定桩的允许荷载和极限荷载，查明基础强度的安全储备，了解桩基础的变位情况，并根据试验结果，修改原定的桩长或桩径，增桩的数量，以确保桩基础的安全性与经济性。图4-2单桩竖向荷载试验加载装置成果整理分析（1）P-S曲线转折点法（2）S-logt法图4-6、4-7为单桩水平荷载试验装置及数据分析5桥梁动载试验桥梁动载试验是利用某种激振方法激起桥梁结构的振动，测定桥梁结构的固有频率、阻尼比、振型、动力冲击系数、动力响应（加速度、动挠度）等参量的试验项目，从而宏观地判断桥梁结构的整体刚度与运营性能。桥梁结构的动载试验的基本任务大体可归纳为以下几个方面：（1）测定结构的动力特性（自振频率、阻尼特性、振型等）。（2）测定结构在动荷载作用下的强迫振动响应（车辆荷载、风荷载作用下的振幅、动应力、加速度等）。（3）测定动荷载的动力特性（作用力的大小、方向、频率与作用规律等）。5.1桥梁结构动力响应的测试激振方法：自振法、强迫振动法、脉动法振动测试主要参数：结构的动应变、结构振动的位移、结构振动的加速度振动测试系统组成：激励部分、拾振部分、数据采集分析系统5.2数据采集数据采集即将连续变化的信号转变为时间域的离散信号。如图设模拟量信号为Xα（t），采样周期为tn，则采样频率为f=1/tn。采样后的时间离散信号为：桥梁检测技术还包括：无损检测技术、桥梁施工控制与长期监测、误差分析与数据处理等内容，由于时间问题在此不再介绍。参考教材：《桥梁检测与维修加固》张俊平周建宾人民交通出版社