公路工程檢測技術概要.ppt

公路工程檢測技術 一 抗滑性能檢測 二 瀝青路面滲水 車轍檢測 一 抗滑性能檢測 路面抗滑性能 指車輛輪胎受到制動時沿表面滑移所產(chǎn)生的力 抗滑性能檢測方法 制動距離法 偏轉輪拖車法 擺式儀法 構造深度測試法 手工鋪沙法 電動鋪沙法 激光構造深度儀法 一 擺式儀測定路面摩擦系數(shù) 擺式儀 方法與步驟 1 準備 1 調整 湛江海灣大橋 夷陵長江大橋 香港汲水門大橋 二 手工鋪沙法測定路面構造深度 人工鋪沙儀 圓通 推平板 刮平尺 量沙 量尺 鋼板尺 鋼卷尺 裝沙容器 小鏟 掃帚或毛刷 擋風板 方法與步驟 計算 二 瀝青路面滲水 車轍的測試 一 瀝青路面滲水系數(shù)測試 路面滲水儀 方法與步驟 二 瀝青路面車轍測試 路面橫斷儀 方法與步驟 6 分析計算 全結構仿真分析模型詳盡 復雜 計算工作量浩大 計算軟硬件要求高 一般可用大型商用程序為核心 再進行必要的二次開發(fā) 實現(xiàn)全結構仿真分析 因為這些大型商用程序單元庫全面 材料類型豐富 圖形用戶界面便捷 可以勝任大型結構的仿真分析任務 如ANSYS ADINA SAP2000等 2 1大型深水基礎施工技術 大直徑管樁 大型圍堰 大直徑鉆孔樁 大型沉井 2 2無支架施工技術 懸臂澆筑 懸臂拼裝 纜索吊裝 轉體施工 2 3大型施工設備 大型起重機 架橋機 造橋機 大型鉆機 打樁機 2 4精確的制造或預制技術 鋼結構制造 混凝土節(jié)段或構建預制 2 5施工控制技術 施工預測 施工監(jiān)測 誤差分析與識別 模型修正及再預測 3 1橋梁長期健康診斷技術 大型混凝土結構的服役期長達幾十年甚至上百年 因傳統(tǒng)方法和技術不能及時對結構狀況進行監(jiān)測和評估 重大災難性事故累有發(fā)生 造成了巨大的經(jīng)濟損失和社會影響 近年來 國內外大型結構垮塌事件頻繁發(fā)生 2001年11月7日宜賓金沙江南門大橋垮塌 該橋使用十年未曾檢測一次 根本不知該橋的健康狀況 后因吊桿嚴重銹蝕引起突然斷裂 造成橋面垮塌 2004年9月8日成溫公路三渡水大橋垮塌 2004年6月10日遼寧盤錦田莊臺大橋垮塌 本橋僅二十八年的服役 長期超載造成一定的損傷積累 因沒有實施監(jiān)測 無法評定損傷程度 在偶然超載時引發(fā)垮塌 2004年5月23日法國戴高樂機場候機大廳垮塌 據(jù)統(tǒng)計 近年來 國內外重大建筑坍塌120多起 僅前20起 死亡人數(shù)達1648人 不包括類似911的恐怖破壞 僅韓國三豐大廈一次死亡就多達458人這些建筑物垮塌造成無法估量的經(jīng)濟損失和人民生命財產(chǎn)損失 其社會影響特別巨大 因此 對結構進行長期健康監(jiān)測 時時 掌握結構的健康狀態(tài) 避免發(fā)生重大災難性事故是非常必要的 也是工程界和各國政府急需解決的重點和難點問題 技術問題 監(jiān)測目的與監(jiān)測系統(tǒng)設計原則 監(jiān)測內容和測點優(yōu)化布置 監(jiān)測儀器設備 信息采集與處理 數(shù)據(jù)分析與利用 健康診斷 損傷識別和狀態(tài)評估 康復技術 3 2既有橋梁評估與加固技術 既有 在役 舊 橋梁無損檢測 紅外熱像儀功能與特點 檢測溫度及溫度場分布 通過材料表面的熱傳導過程分析 得出不均勻性和結構缺陷的資料 溫度測量范圍從 40 2000 熱靈敏度高達0 03 地面透視雷達 功能與特點 用于路面 橋面板 隧道 混凝土 鋼筋保護層等檢測 地質環(huán)境檢測 隧道襯砌檢測 管線位置檢測 美國紐約Penetradar公司 超聲波與磁分析儀 超聲檢測儀可測試以下參數(shù) 混凝土的均一性 凹坑 裂縫 火燒或霜凍后引起的缺陷 彈性模量 混凝土的強度英國PUNDIT產(chǎn)品精度 0 1MPa瑞士PROCEQ公司TICO混凝土檢測儀 鋼筋混凝土測試儀 確定混凝土中鋼筋的位置和走向 測量鋼筋上混凝土覆層厚度 自動測量鋼筋的直徑 深度測量0 150mm 鋼筋直徑4 50mm 測量誤差厚度 1 1mm 2 讀數(shù) 鋼筋直徑 1 混凝土材料力學參數(shù)測試 結構混凝土強度及缺陷監(jiān)測 裂縫深度檢測 表面損傷層厚度檢測 聲波透射法監(jiān)測基樁完整性 采用感應磁場 用于表面和近表面缺陷的檢測 發(fā)現(xiàn)材料缺陷 焊接裂紋 疲勞裂紋等檢測 裂紋熱像探測儀 主要有 日本TVS 2000 TVS 100美國PM 250瑞典AGA THV510 550 570 橋梁評估 承載能力評估 使用性能評估 耐久性評估 橋梁加固 加固技術 加固材料 加固工藝 荷載試驗法 包括靜載試驗和動載試驗兩種 靜載試驗法 通過在橋梁結構上施加與設計荷載或使用荷載基本相當?shù)耐廨d 測試橋梁結構的控制部位與控制截面在荷載作用下的應變 撓度變形 裂縫及開展情況 橫向分布系數(shù) 墩臺變形等特性變化 將測試結果與結構理論計算值及規(guī)范的允許值作比較 從而評定出既有橋梁的承載能力 動載試驗法 通過橋上汽車的跑車 跳車 剎車動載激振 測試橋梁結構上各控制部位的頻率 振幅 阻尼及沖擊系數(shù)等動態(tài)參數(shù) 分析這些測試結果并與相應的計算值相比較 進而評定承載能力 以實橋缺陷的經(jīng)驗評定法通過結構一系列缺陷與病害觀測 與以往經(jīng)驗的判斷分析和有關規(guī)范的對照比較來評定承載能力的大小 我國公路部門對雙曲拱橋這種橋式 總結出了用缺陷評定承載能力的初步方法 一般地講 這種評定方法必須針對每一種橋式做出相應的評定指標 并且需要大量的經(jīng)驗和試驗來說明評定指標的可行性 實物調查比較法 由實際交通情況來鑒定橋梁承載能力的動態(tài)求法 具體作法是 對被鑒定橋梁進行長期的觀測 根據(jù)橋梁通過的車輛荷載 并測定車輛通過時橋梁各主要部位的撓度 應變 應力 裂縫開展情況等數(shù)據(jù) 然后 對這些數(shù)據(jù) 車輛種類 載重及其對應的撓度 應變 應力等 進行系統(tǒng)分析 從而得出橋梁可以承受的荷載等級 該法與實際情況比較符合 評定出的承載能力與實橋很接近 但是 由于其工作量太大 耗時太長 在實際中應用尚存在一些困難 基于專家經(jīng)驗的方法 典型代表是特爾菲法 它是通過無記名方式 函詢各專家的意見 經(jīng)過多次的反饋和處理 取得一致的結論 專家系統(tǒng)評定方法就是利用具有相當于專家知識和經(jīng)驗水平的計算機系統(tǒng)對橋梁進行評定 國內外對于專家系統(tǒng)在橋梁評定中的應用做了很多研究 開發(fā)了一些比較成功的專家系統(tǒng) 如 日本京都大學和大阪大學開發(fā)的 鋼筋混凝土損傷評定專家系統(tǒng) 我國同濟大學開發(fā)的 橋梁安全性與耐久性評定的神經(jīng)網(wǎng)絡專家系統(tǒng) 將此法用于橋梁評定或作為評定的輔助手段 是有可能的 分析計算法 是國內外評定橋梁承載能力的主要方法 經(jīng)驗系數(shù)法 經(jīng)驗系數(shù)法是以橋梁原有設計荷載等級為基礎 同時考慮各種影響因素 折算求出橋梁承載能力的方法 關鍵是各種系數(shù)較難確定 故此法采用的不多 近似公式法 以驗算橋梁主要受力構件斷面尺寸評定的方法 該法簡單 方便 但是只能用于初步估計橋梁的承載能力 其缺點是不能考慮橋梁的缺陷 也就是說該法對既有橋梁的實際承載能力無法評定 設計理論計算法 設計理論法主要是根據(jù)實測材料性能 結構幾何尺寸 支撐條件 外觀缺陷及通行荷載 按照橋梁結構的設計理論來評定承載能力 通常以 鑒定系數(shù) 來評定承載能力 實際上按照規(guī)范方法的再計算 非線性理論法 根據(jù)橋梁的損傷狀態(tài) 綜合考慮幾何非線性和材料非線性性質 在進行合理而又系統(tǒng)的計算之后 對其承載能力做出比較切合實際的評定 比較精確 大有前途的 不足之處是該法比較復雜 無論是在理論上還是在操作上 相對于前述的各種方法都困難 基于結構可靠度理論的方法 可靠度用于橋梁結構體系的研究還不成熟 因此 對既有橋梁的承載能力和正常使用可靠度研究難度較大 雖然在理論上是可行的 實際操作時困難重重 特別是橋梁的時變可靠度研究 未知參數(shù)更多 目前還未有切實有效的分析方法可供使用 有待研究 外粘鋼板加固技術 運用高強建筑結構膠將鋼板粘貼于混凝土構件的外表面 補充構件內部的配筋不足 以達到加固補強的目的 可動荷加固 抗震加固 鋼結構加固 混凝土梁端部錨固等 混凝土結構加固技術規(guī)范 CECS25 90 外粘纖維布加固技術 纖維布具有強度高 重量輕 耐腐蝕和抗疲勞等優(yōu)異物理學性能 以及良好的粘合性和廣泛的適用性 用碳纖維布取代鋼板加固混凝土結構是近幾年來國際上興起的一門新技術 碳纖維片材加固混凝士結構技術規(guī)程 柱外包粘鋼加固技術 將角鋼 鋼板箍通過膠栓和灌注高強無機粘結材料與原混凝土柱可靠地連結成一個整體 該方法在新增角鋼截面提高柱子承載力的同時 還因新增鋼板箍的橫向約束作用 因而可以大幅度提高柱子的承載力 植筋技術 將鋼筋植入混凝土結構 相當于結構體加上了預埋鋼構件 植筋用WSJ建筑結構膠抗腐蝕 耐老化 粘結強度遠大于混凝土強度 可在擴大基礎 加層改造 新老混凝土連接中植筋 微細裂縫灌漿技術 對結構中出現(xiàn)縫寬 0 05mm的裂縫 可以灌漿密實 灌漿后的混凝土結構可完全恢復其整體性 再受破壞時 新的裂縫將不在原裂縫斷面 深層裂縫灌漿技術 對結構中出現(xiàn)的內部深層裂縫進行灌漿補強處理與滲透水止漏 恢復結構整體性 目前灌漿處理中最深裂縫達2m 混凝土結構防腐技術 采用浸入型混凝土防護涂料 浸入碳化層 固化成一個高強防護層 能有效地防護混凝土 對混凝土表面保護層剝落 箍筋 主筋都銹斷的嚴重腐蝕結構進行加固與重防腐有良好的可靠性與耐久性 新老混凝土界面連接 將WSI界面粘結劑涂刷在經(jīng)過處理的老結構外表面 可使后澆的表層新混凝土凝固后在界面形成牢固的粘結 該項技術在必要時可與植筋錨固技術聯(lián)合使用 效果更好 3 3數(shù)字化橋梁管理系統(tǒng) 橋梁管理是指主管部門轄區(qū)內已建成橋梁的維護 功能改進和重建決策 橋梁管理的對象為轄區(qū)內的所有橋梁資產(chǎn) 橋梁管理的目的則是合理使用資金 保障橋梁使用安全 滿足橋梁使用要求 橋梁管理系統(tǒng)是橋梁結構知識 計算技術 信息技術以及運籌學 經(jīng)濟學等知識綜合運用于橋梁管理的產(chǎn)物 BMS BridgeManagementSystem 比較著名的橋梁管理系統(tǒng) 橋梁管理系統(tǒng)最早出現(xiàn)在美國 由AASHTO提供支持的Pontis 歐洲橋梁管理系統(tǒng)Brime由英國 法國 德國 西班牙 挪威以及斯洛文尼亞六國研究 我國由國家經(jīng)貿委和交通部聯(lián)合開發(fā)了中國公路橋梁管理系統(tǒng) 簡稱CBMS 上海市和重慶市分別建立了各自的橋梁管理系統(tǒng) 是基于地理信息系統(tǒng)平臺開發(fā)的 CBMS功能一覽 CBMS評價指標體系 CBMS已推廣到全國各個省市 大跨度橋梁的設計理論 大跨度橋梁的靜動