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信托定融政信知识:
从很大程度上缓解了我国的交通压力然而,桥梁随着使用年限的增长,再加上超载、施工材料质量及施工工艺等一系列问题,将很容易出现一些结构性损伤,从而影响人们的出行安全
为了尽可能的减少质量问题的发生,保证桥梁施工效率及质量实现最优化,如何科学合理的选择及实施相关检测技术是相当重要的
笔者给出的一些看法,仅供参考
关键词:桥梁检测技术;桥梁结构;综合评价 1 桥梁工程中检测技术的重要性 1.1 为桥梁的安全施工提供科学可靠的数据依据
在桥梁建设施工中运用检测技术,同时对施工方案与加荷程序做一定调整,为施工安全与工程质量提供真实、可靠、科学的数据,是保证安全施工的关键
例如,在进行钢筋混凝土拱桥施工时,由于主桥拱上结构受力体系需进行多次变换,拱肋受力变化状况较为复杂,因此施工难度也相应较大
虽然设计时会对施工可能出现的情况进行考虑,但却很难预先精确地估计桥梁结构的实际状况,所以必须在钢管合拢后对其上部结构施工过程进行严格规范的现场检测,并通过检测所得结果相应调整施工中的控制参数,如果已建结构确已偏离控制目标,则应迅速对下一阶段施工进行调整,以保证结构线性顺滑
同时,对桥梁结构实际内力分布进行监控,可保证拱桥处在偏安全的受力范围之内
可见,桥梁施工中检测技术是十分重要的,通过检测取得的科学、可靠的数据,是桥梁质量与施工安全的重要保障
1.2 保证桥梁施工安全,预防桥梁事故发生
检测技术的运用是保证桥梁建设施工安全的关键
桥梁施工的检测体系建立的质量直接决定了桥梁在施工中的安全,同时也是影响其后续使用安全性的重要因素
对数据进行准确采集与及时传递,是桥梁施工检测的重要保障,应在施工前建立包括组织体系、技术体系及协调体系在内的检测体系,组织体系负责组织施工的进行,技术体系通过对施工中的各类数据进行实时分析,做出施工误差评价并制定调整误差与控制精度的具体措施,协调体系则保证信息传递的可靠性、准确性、时效性及畅通性
在检测体系的作用下,通过具体的检测手段可获得施工每个阶段桥梁结构的内力及变形,从而全面掌握施工的进度及发展
若在施工中发现检测值与设计值存在较大误差是,应该立即停工,同时进行相应检查与原因分析,以防止事故出现而导致的不必要损失
1.3 积累更多的技术资料与施工经验
结合多次施工过程的检测,积累检测所得数据,结合设计之初的预估数据,可逐渐积累特定地形条件及相关因素干扰下实际施工会出现的具体反映,从而为下一次的类似施工环境施工计划的制定提供有力依据
同时利用监控与检测所得数据调整原施工计划,并在后续施工中积累检测所得数据的偏差值,从而为施工方案出现偏差的调整积累了经验
2 评定桥梁的主要方法 2.1 分析计算法
此方法主要依据对结构尺寸、材料性能、外观缺陷及通行荷载等指标进行实测,根据桥梁结构计算理论对承载力进行评定,是对旧桥承载力定量了解的一种方法,国内外研究人员开展了大量研究,许多国家都趋向于采用鉴定系数对承载力进行评价
随着不断发展的计算机技术尤其是钢筋混凝土有限元理论,各国学者十分重视有限元计算法
编制有限元计算程序或采用通用的有限元分析软件,桥梁荷载试验采用计算机进行模拟,对桥梁实际承载力进行计算,具体采用以下评定步骤,一是桥梁调查;二是对加载形式进行确定并划分单元;三是计算采用分级进行加载;四是对承载力进行评定
2.2 基于病害调查经验评定方法
该方法依据《公路养护技术规范》,基于对桥梁的检查,通过调查桥梁状况、缺陷及损伤部位、程度等内容,分析产生缺陷及损伤的原因,以实现对缺陷及损伤影响桥梁质量的评价,为桥梁加固及维修提供重要依据,此方法需要检查人员具有非常丰富的实践经验
2.3 综合分析法
该方法基于桥梁检查,采用无破损方式对混凝土强度、氯离子含量、电阻率、碳化深度及结构混凝土中钢筋锈蚀状况进行测定,验算对结构折减后的承载力,对计算结果及结构裂缝等进行综合分析,才能对结构材料进行评定
2.4 荷载试验法
针对大型桥梁,就要采用荷载试验对实际承载能力进行评定
在桥梁结构鉴定中应用时间最长的就是荷载试验方法,该方法具有直观可靠的优点,因此在新结构研究及评定桥梁质量中应用较多
评定旧桥时,大部分用于评定桥梁工作状态不明的情况,用于对评定外观调查与综合分析评定方法不足的弥补
但在荷载试验时一般要将路线封闭,花费较多资金,耗费较长时间,因此荷载试验只能针对大型桥梁进行
这种非破坏性荷载试验,结合试验荷载作用性质,一般可分为静载与动载试验两种,前者对在静载作用下桥梁的结构工作性能进行客观反映,后者对桥梁结构动力性能静载试验进行反映,一般采用车辆加载方式对梁挠度、应变及裂缝进行测定,对比分析结合试验结果与理论计算值,对桥梁实际承载力进行判断
3 检测技术在桥梁工程中的具体应用 3.1 桥梁检测中神经网络的应用
在桥梁检测的具体过程中,难以随时了解桥梁受力情况,这不只是耗费较多的人力、物力,还在测量中因测量人员存在的技术差异及繁重工作导致的疲劳,一定会在检测结果中引人人为误差
若BP 模型采用人工神经网络方法进行构造,映射关系可建立在桥梁结构受力之间,在桥梁实际检测过程中,只需实地检测部分桥索受力情况,利用BP 模型的映射,就能获得其余的桥索受力值
3.2 基于GPRS 实现远程传输桥梁检测数据
远程监测在早期主要利用专用网络连接设备现场与控制中心,状态信息由传感器进行采集,遵循协议向控制中心进行传送
此方式自成系统具有传送数据迅速安全的优点,不足之处主要在于通信线路需要单独进行布设,在距离较远时,使工程建设成本明显增大
随着不断发展的互联网技术及日臻完善的公用通信网络,采用GPRS 实现数据远程传输已逐渐成为传递信息十分便捷的手段而作为远程监测技术被广泛应用
3.3 桥梁检测中光纤应变传感器测试系统的应用
在桥梁检测中一般采用应变片电测技术作为无损检测方法,但测试常规电阻应变片的结果受温湿度、导线长度等环境因素的影响
光纤传感器是近年来发展起来的新型传感器,因其体积小、非导电、抗电磁干扰强等优点明显,并可实时多点测量一维连续空间,所以可对发电机组、智能大厦等很多设备或物体实施实时多点监测
3.4 桥梁检测中数字图像处理技术的应用
近年来,在测量领域中逐渐形成图像测量技术这一新的测量技术
图像测量就是对被测对象进行测量时,将图像作为检测和信息传递的有效手段或利用载体的测量方法,主要将有用的信号从图像中提取出来
避免人工检测中的低效、环境局限性大、缓慢、重复可比性差等不足
尤其是对于检测人员触及范围外的情况,采用传统方法进行量测,具有较大的难度与危险性,还容易出现测量数据不准的情况
4 结语 综上所述,桥梁工程中的检测技术不仅与其自身的使用寿命及人们的人生安全有着直接性的影响,同时对我国经济的发展有重大的影响,因此,桥梁建设中的检测技术是十分重要的,它关系到我国的民生发展,影响着人民的生活水平
在新时代的背景下,我们更需对桥梁检测技术引以重视,从而促进桥梁施工质量的有效提高,更好地造福于社会
是确认或修改支护设计参数和判别围岩稳定的依据,是保证隧道施工安全的一项重要措施
为了保证隧道的设计净空断面,监理人员应严格要求施工单位按规定进行拱顶下沉和净空量测,量测数据及分析结果应及时与设计进行比较,掌握地表沉陷、围岩和支护的工作状态,对围岩稳定性作出评价,确定或调整支护结构、支护参数和支护时间;评价支护结构的合理性及其安全性,并对设计和施工的合理性进行评估和信息反馈,以确保施工安全和隧道的稳定
一 隧道围岩的量测 1.1 隧道监控量测的必测项目 为了保护隧道的顺利开挖及二次衬砌的时间,隧道围岩的量测必测项目一般包括地址及支护状况观察、周边收敛量测、拱顶下沉量测、地表下沉
地质及支护状况观察包括岩性、岩层产状、结构面、溶洞、断面描述、支护结构裂缝等;周边收敛量测是量测隧道周边位移,了解收敛状况、断面变形状态,判断稳定性;拱顶下沉量测是监视拱顶下沉,了解断面的变形状态,判断隧道拱顶的稳定性;地表下沉是根据地表下沉位移量判定隧道开挖对地表下沉的影响,以确定隧道支护结构
1.2 隧道监控量测的选测项目 隧道围岩量测的选测项目:围岩内部位移量测、锚杆轴力量测、衬砌应力量测、围岩压力量测及支护压力、型钢支撑应力量测及弹性波测试
围岩内部位移量测是了解隧道围岩的松弛区、位移量及围岩应力分布,为准确判断围岩的变形发展提供数据;锚杆轴力量测是根据锚杆所承受的拉力,判断锚杆布置是否合理;衬砌应力量测是根据量测二次衬砌内应力、喷射混凝土层内轴向应力,了解支护衬砌内的受力情况;根据围岩压力及层间支护压力,判断复合衬砌中围岩荷载大小,判断初期支护与二次衬砌各自分担围岩压力情况;量测型钢支撑内应力,推断作用在型钢支撑上的压力大小,判断型钢支撑尺寸、间距及设置型钢支撑的必要性;通过声波测试,判断围岩松动区大小、裂隙发育情况
二 隧道围岩量测的手段要求 量测数据的质量好坏直接影响监控的成败
监控现场量测手段应满足下列要求: 1、尽快埋设测点
隧道开挖过程中,围岩压力场、位移场的变化与开挖作业面的空间位置密切相关
一般情况下,位移的变化在量测断面前后总计两倍洞径范围内最大
为了全面量测应力、位移的变化值,要求测点埋设紧靠开挖作业面,且要尽快埋设,以减少对施工的干扰
第一次测试宜在埋设测点后立即进行,以便取得初始数据
应注意一次量测的时间宜尽量短
2、所埋设的长期有效的传感元件要有较好的防振、防冲击波的能力
3、测试的数据应直观、正确、可靠
隧道开挖、支护作业是连续循环进行的,信息反馈必须及时、全面,不影响施工
为了便于信息反馈,测试数据以直观为好,即测得的数据不需经过复杂的计算就可直接应用
4.、测试仪器要有足够的精度
三 量测方法 3.1 地质及支护状况观察 每次爆破后和初喷后,通过肉眼观察、地质罗盘仪和锤击检查隧道各个掌子面,描述和记录围岩地质情况,岩层产状、裂隙、溶洞、地下水及支护效果,对围岩稳定性进行评价,判断围岩类别是否与设计相符
必要时应拍照、测量地下水流量,每一量测断面均要填写记录表并画出地质素描图
对开挖断面附近的初期支护状态进行观察和描述,是直接判断围岩、隧道稳定性和支护结构参数合理性的重要手段
3.2 围岩周边收敛的量测 隧道主办收敛是隧道周边相对方向两个固定点连线上的相对位移值,它是隧道开挖所引起围岩变形最直观的表现,采用收敛计进行量测
隧道开挖爆破后应尽早在隧道两侧边墙、拱腰水平方向埋设测杆或球头测桩,埋设深度约为20~30mm,钻孔直径为40~50mm,用快凝水泥固定,测桩球头需设保护装置
量测基线网见图1,周边位移测点为测桩1、测桩2
3.3 拱顶下沉的量测 通常情况下,浅埋隧道的拱顶下沉及地表下沉是判断围岩是否稳定的重要标志
拱顶下沉会向上传至地表,地表点的下沉值一般比拱顶点的下沉值要小,而围岩又破碎时,地表下沉值接近于拱顶下沉值而形成整体下沉
通过测定拱顶点的垂直尾翼隧道开挖面的变化情况,即可判断隧道的稳定性
拱顶下沉量通常在周边收敛测量一断面的拱顶轴线处设1个带钩的测桩来吊挂钢卷尺,用精密水准仪量测隧道拱顶绝对下沉量,如图1测点3所示
3.4 锚杆轴力的量测 在隧道锚杆孔内埋入测力锚杆,测量隧道围岩内部不同深度锚杆的受力
3.5 地表下沉的量测 在隧道浅埋的地表测试范围内埋设沉降观测点,用精密水准仪量测观测点的绝对下沉量
地表下沉量测断面纵向间距同隧道埋深的关系见表1
表1 量测断面纵向间距 m
隧道埋深H
量测断面纵向间距
H>2D(D为开挖跨度)
20~50
D
3.8 初期支护与二次衬砌间接触压力的量测 在初期支护与二次衬砌间埋设压力盒,量测初期支护与二次衬砌间接触压力
3.9 钢支撑应力的量测 把钢筋计焊接在钢支撑上,量测钢支撑应力
3.10 喷射混凝土轴向应力的量测 在喷射混凝土施作过程中,把应力计埋入喷射混凝土层内,量测喷射混凝土的横向应力
3.11 二次衬砌应力的量测 在模筑混凝土浇注过程中,把应力计埋入混凝土内,量测二次衬砌内应力
3.12 围岩弹性波的量测 用HF-D型智能声波仪采用单孔法或跨孔法测定围岩中不同深度的岩体波速,以确定围岩松动区范围和岩体的完整性
四量测数据的处理和围岩的稳定分析 在现场监控量测中,由于量测条件、外界环境影响,加之操作时的人为因素,给测试数据不可避免地带来了偶然误差,实测值需经过一段的数字处理才能加以应用,因此必须进行数学上的回归分析
在一般的现场测试中,所测数据大多数是反映两个变量间的关系,这类问题的分析包括一元线性回归和一元非线性回归两种情况
根据实测位移值,选择曲线函数,用回归分析来处理数据,作出实测值三点曲线及回归函数曲线图,然后进行位移分析,进而来判定围岩的稳定性
周边水平位移曲线,可以实测围岩净空变化值的大小,以判断围岩是否进入稳定状态;拱顶下沉曲线,可以实测拱顶下沉量,以判断现有的初期支护是否有效地约束围岩变形的增长