摘 要 隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展,鐵路運輸量急劇增加,使得橋梁上的車輛動力作用加劇,從而將對橋梁承載力和使用壽命產(chǎn)生不利影響。目前,我國的橋梁普遍具有一些先天弱點導(dǎo)致橋梁出現(xiàn)老化現(xiàn)象,這就需要對橋梁進行檢測,建立合適的狀態(tài)評估方法,明確橋梁檢測與狀態(tài)評估的依據(jù)與內(nèi)容,從而確保車輛運行安全和充分發(fā)揮橋梁自身的功能。本文主要研究了橋梁檢測與狀態(tài)評估方面的內(nèi)容。
關(guān)鍵詞 橋梁;檢測;狀態(tài)評估
中圖分類號 U446 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)112-0146-01
橋梁由于長期受車輛、風(fēng)等動荷載的作用導(dǎo)致結(jié)構(gòu)疲勞,加上環(huán)境災(zāi)害和材料老化等因素的聯(lián)合作用,使橋梁容易出現(xiàn)各種缺陷,從而影響橋梁的正常使用,如果任其發(fā)展,將給橋梁的安全使用帶來巨大的隱患。近年來,橋梁的檢測評估工作越來越受到重視,各級管理部門均按照規(guī)范要求對橋梁進行定期檢測和評估,橋梁的準確評估以檢測為基礎(chǔ),檢測是一項實踐性很強的工作,需要掌握第一手的資料,對橋梁的病害情況有全面細致的了解才能進行準確的評估,否則會導(dǎo)致評估結(jié)果的偏差甚至錯誤,直接影響橋梁的安全或造成社會資源的浪費。因此,必須對橋梁進行定期的檢測,及早發(fā)現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)的缺陷或者損傷,以保證橋梁結(jié)構(gòu)的安全性、適用性與耐久性。
1 橋梁檢測和狀態(tài)評估的內(nèi)容
1.1 橋梁檢測
我國橋梁檢測的內(nèi)容主要可以分為三大類:1)結(jié)構(gòu)檢測。對橋梁進行結(jié)構(gòu)檢測,首先要進行靜力試驗和荷載試驗來獲得測試需要的主要數(shù)據(jù);其次進行動力試驗,其是橋梁檢測工作中的重要環(huán)節(jié),其對橋梁使用狀況和承載力的評價提供了重要的數(shù)據(jù)參數(shù)。其主要包括測試動載試驗的儀器、橋梁動載試驗的激振方法、動載試驗數(shù)據(jù)分析及評定三個步驟。2)外觀檢查。外觀檢查按檢測對象分為:混凝土碳化深度的檢查、裂縫的檢查、鋼筋銹蝕的檢查、混凝土強度的檢查、鋼筋分布的檢查和混凝土保護層厚度的檢查以等;按橋梁的構(gòu)件可分為:橋梁上部結(jié)構(gòu)檢查、橋面系的外觀檢查、支座的檢查、墩臺基礎(chǔ)的檢查、墩臺的檢查。3)材料檢測。橋梁的材料檢測主要分為:混凝土強度測定、鋼筋銹蝕直接評價技術(shù)、鋼筋銹蝕間接評定技術(shù)。
1.2 橋梁狀態(tài)評估
橋梁狀態(tài)評估是指利用特定信息來分析橋梁可靠性和橋梁的水平可靠性而做出相應(yīng)工程決策的過程。在實際狀態(tài)評估過程中,橋梁狀態(tài)評估主要可以非為兩大類:一類是以狀態(tài)評價為主的綜合評價方法;一類是以承載能力評價為主的方法。在大型橋梁評估研究中,經(jīng)常采用綜合評價的方法對大型橋梁的安全性做出科學(xué)、可靠的評價。在中小橋梁的狀態(tài)評估中,一般采用定期或不定期的檢測手段對橋梁做出可靠的評價。
2 我國傳統(tǒng)的橋梁檢測和狀態(tài)評估
傳統(tǒng)上,我國采用人工目測檢查或借助于便攜式儀器測量得到的信息對橋梁進行檢測和評估。傳統(tǒng)橋梁檢測和評估有很大的不足,主要表現(xiàn)在:1)主觀性強,難于量化;2)需要大量人力、物力并有諸多檢查盲點;3)影響正常交通運行;4)人工檢查以單一構(gòu)件為對象,缺少整體性;5)周期長,時效性差。
3 現(xiàn)代橋梁監(jiān)測和狀態(tài)評估
目前,我國建立和發(fā)展橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測與安全評估系統(tǒng),用以監(jiān)測和評估運營期間橋梁的運營狀態(tài)、結(jié)構(gòu)承載力和耐久能力等。通過建立一個穩(wěn)定高效、技術(shù)先進的橋梁健康監(jiān)測和安全評價系統(tǒng),有利于提升橋梁工程的設(shè)計、施工和管理水平?,F(xiàn)代的橋梁監(jiān)測系統(tǒng)綜合了多個領(lǐng)域的知識,例如現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、傳感技術(shù)、數(shù)據(jù)管理方法、信號分析與處理技術(shù)、預(yù)測技術(shù)及橋梁結(jié)構(gòu)分析理論等,極大地拓展了橋梁的檢測領(lǐng)域,提高了橋梁狀態(tài)評估的可靠性。橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的主要功能包括:1)提供橋梁定期維修養(yǎng)護所需要的信息;2)監(jiān)測橋梁的運營狀況和結(jié)構(gòu)安全;3)檢驗橋梁設(shè)計參數(shù)和設(shè)計假定的準確性和可靠性。
4 橋梁檢測和狀態(tài)評估存在的問題
目前,我國橋梁檢測存在的問題主要有:1)檢測儀器設(shè)備落后。對橋梁進行檢測具有耗時長、檢測復(fù)雜、工作量大、技術(shù)要求高、費用高等特點,甚至還有一些檢測項目必須中斷交通進行,造成交通不便。2)橋梁檢測的主要手段仍是目測,橋梁檢測技術(shù)落后,評估采用專家評分方法,不能客觀準確反映橋梁的實際情況。3)沒有充分利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展最新成果和理論。橋梁狀態(tài)評估存在的問題有:1)橋梁的安全性受到很多因素的影響,主要可以分為兩類:先天因素和荷載作用;管理養(yǎng)護、自然環(huán)境等后天因素。2)影響橋梁的這些因素由于之間的相互作用,可能損壞橋梁,其中可以定量表示的部分由于量綱不一樣,難以歸一化。3)由于橋梁狀態(tài)評估不過關(guān)的橋梁認仍在使用中,增加了橋梁使用的危險性。
5 發(fā)展趨勢
5.1 橋梁檢測的發(fā)展趨勢
傳統(tǒng)的橋梁檢測技術(shù)主要分為靜力檢測和表觀檢測兩類,它們都有一定的局限性。目前,隨科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,橋梁檢測技術(shù)由靜力檢測逐漸過渡為動力檢測,橋梁狀態(tài)檢測中逐漸引入一些技術(shù)分高的檢測手段,例如將振動檢測技術(shù)作為一種常規(guī)的檢測手段,而不是特殊檢測手段。今后橋梁檢測的發(fā)展趨勢是:1)開發(fā)高效、高精度的測量儀器;2)研制和開發(fā)高技術(shù)的儀器和設(shè)備;3)明確橋梁狀態(tài)指標與表觀檢測數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)方式;4)分析與測試技術(shù)的集成;5)靜態(tài)檢測技術(shù)與動態(tài)檢測技術(shù)相結(jié)合。
5.2 橋梁評估的發(fā)展趨勢
目前,國內(nèi)專家學(xué)者越來越重視橋梁的評估工作,并在橋梁的評估方面作了大量的研究,特別是在橋梁的結(jié)構(gòu)損傷、承載能力評估和構(gòu)件疲勞等方面取得一定的進展。但是,國內(nèi)專家學(xué)者的研究成果大多是關(guān)于中小型橋梁的構(gòu)件檢測與單獨評價,以及橋梁維修和管理方面,對于大型橋梁的評估的研究較少。由于對大型橋梁進行評估具有一定的復(fù)雜性,加上現(xiàn)有的各種評價方法在理論上均有一定的局限性,單純應(yīng)用某一種方法進行評價,很難保證評價結(jié)果的可靠性。因此,今后橋梁評估的主要方向是針對大型橋梁,改進各評價理論的缺陷,探討綜合多種評價理論進行評價的可行性?,F(xiàn)代大型橋梁管理系統(tǒng)要求具備多種功能,我們可以同時采用多種方法進行綜合評價,開發(fā)具有評價功能的專家系統(tǒng),從而提高評價結(jié)果的可靠性。
6 結(jié)論
綜上所述,橋梁檢測與狀態(tài)評估是一項復(fù)雜而細致的工作,是保證橋梁安全運營的重要手段。在實踐中,應(yīng)不斷總結(jié)經(jīng)驗,嚴格履行規(guī)范要求,采用合理的檢測和狀態(tài)評估方法,確保橋梁結(jié)構(gòu)的使用安全性。橋梁工程領(lǐng)域越來越重視橋梁的安全性能檢測和狀態(tài)評估工作,橋梁工程的重點也逐步向橋梁的養(yǎng)護維修、加固改造和鑒定評價方面發(fā)展。在橋梁檢測與狀態(tài)評估中,必須發(fā)揮現(xiàn)代安全維護技術(shù),建立數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),進一步完善常規(guī)人工監(jiān)控,建立與智能技術(shù)相結(jié)合的橋梁運行狀態(tài)的檢測與評估系統(tǒng),最終實現(xiàn)橋梁的現(xiàn)代化管理。
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