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桥梁常见病害及试验检测的方法分析
桥梁常见病害及试验检测的方法分析
【摘 要】本文阐述了桥梁使用过程中常见的病害类型,为了有效比较各种病害的早期出现,需要对其进行试验检测。文章结合工程实际,对其静载试验和动载试验检测方法进行了重点分析,试验结果显示,该桥梁各方面状况良好。
【关键词】桥梁;病害;静载试验;动载试验;试验检测
1 桥梁使用过程中的常见病害
1.1 裂缝
桥梁结构会在施工过程中以及运营通车的使用过程中,会出现各种不同的裂缝,这是因为砼材料的抗拉能力比较弱,比较容易产生裂缝。一般而言,裂缝的种类从安全角度可以分为安全性的裂缝和非正常裂缝;从结构承载力方面可以分为结构裂缝和非结构裂缝两大类。
1.2 砼碳化以及钢筋锈蚀
钢筋作为桥梁建设的主要材料之一,所以桥梁损坏最主要的原因还是钢筋的锈蚀。桥梁在雨季经常受到雨水的冲刷,其内部材料钢筋会被雨水进行锈蚀,锈蚀后会引起钢筋的体积膨胀,导致砼的承受拉力加大而导致开裂。砼碳化到一定程度后,桥梁就会产生裂缝,从而影响到桥梁的使用寿命,也会影响到桥梁的安全信。
1.3 剥蚀
在桥梁通车使用的过程中,桥梁会遭到剥蚀现象。剥蚀主要是破坏路桥的路面。剥蚀现象包括路面的酥松起皮、剥落等。由于桥梁路面产生剥落,会导致空气或者其他有害物质进一步地对桥梁内部进行破坏。根据不同的破坏原因,剥蚀分为风化剥蚀、水质侵蚀、冻融剥蚀这三种。
1.4 地基不均匀沉降
假如桥梁的地理位置处在一些地质条件比较特殊的地区,例如湿地或者山区。在这些地理位置比较特殊的地区建设桥梁时,施工人员要注意处理桥梁地基问题。假如不考虑到桥梁地基问题,后期桥梁受到地基发生不均匀沉降时,会严重影响到桥梁的安全,会导致桥面的开裂,严重时会引起桥体滑动下沉。
2 桥梁试验检测方法
桥梁试验检测技术主要有超声波检测技术、感应检测装置、渗透测试技术、雷达检测技术等等,但其检测方法归根到底还是现场荷载试验,现场荷载试验是目前进行科学研究、鉴定评价现有桥梁结构工作性能的一种较为直观的试验研究方法,它与分析计算相结合,不仅可以发现和查找桥梁病害产生的原因,而且可以验证理论分析的正确性,现场荷载试验具体表现为静载试验和动载试验,某桥梁工程位于甘肃省境内,将要进行竣工验收前,对其进行现场荷载试验。
2.1 静载试验方案
2.1.1 测试截面
根据试验目的并结合现场条件,选择第一跨跨中附近A截面为最大正弯矩及最大挠度控制截面;选择第二跨A2墩支点附近B截面为最大负弯矩控制截面;选择第一跨A2墩附近腹杆为最大轴力测试腹杆。
2.1.2 测点布置
A、B截面在混凝土顶底板各布置6个静态应变测点,2根最大轴力腹杆各布置4个静态应变测点;A截面布置2个挠度测点。
2.1.3 加载设备
静载试验对各测试截面,遵照内力等效的原则,按影响线布置试验荷载,试验采用4辆36t载重汽车。静力荷载试验效率可控制在(0.8,1.0]。
2.1.4 加载方式
为研究该桥的整体受力性能,共设置2种加载工况。工况1:A截面最大正弯矩及B截面最大负弯矩的测试工况,测试应力及挠度。工况2:钢桁腹梁最大拉压杆轴力的测试工况,测试拉压杆应力
2.2 静载试验结果分析
2.2.1 应变测试结果分析
通过对试验结果进行分析,满载时各应变测点的应变实测值均小于理论值,变化趋势一致,表明结构强度满足设计要求,且主要应变测点的校验系数介于0.73~0.99,相对残余介于-8%~4%,满足规范要求。
2.2.2 挠度测试结果分析
通过对主梁主要挠度测点的挠度实测值及理论值进行分析,满载时各挠度测点的挠度实测值均小于理论值,表明结构刚度满足设计要求,且主要挠度测点的校验系数为0.89、0.78,相对残余为2%、3%,满足规范要求。
2.3 动载试验方案
桥梁测试一般要求静载试验,对于有特殊要求的桥梁还需进行动载试验。动载试验一般仅测试冲击系数、自振频率、振幅及动挠度等。
2.3.1 脉动试验
在桥梁无车辆通行时,桥梁受环境自然激励,量测桥梁的自振频率。
2.3.2 强迫振动试验
1)跑车试验
1辆36t的载重汽车分别以10km/h、20km/h、30km/h的速度匀速行驶过桥进行激振,测试桥梁的振动频率和振幅。
2)刹车试验
1辆36t的载重汽车以30km/h的速度匀速行驶至测试截面处实施紧急刹车进行激振,测试桥梁的振动频率和振幅。
3)跳车试验
1辆36t的载重汽车以20km/h的速度匀速行驶至试验跨的跨中位置,汽车后轮从15cm高的垫木上自由下落对桥梁进行激振,测试桥梁的振动频率和振幅。
2.4 动
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