中交路橋科技是從事工程檢測監(jiān)測、城市安全監(jiān)測預(yù)警與評價、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團(tuán)企業(yè)。
橋梁在長期使用過程中不可避免會發(fā)生各種各樣的結(jié)構(gòu)損傷。損傷的原因可能是人為因素，也可能是自然災(zāi)害。隨著我國交通建設(shè)的迅速發(fā)展，交通運(yùn)輸量大幅增加，行車密度及車輛荷載越來越大也會因為超載而造成橋梁結(jié)構(gòu)損傷，繼而損傷加劇自然老化，這些因素勢必會導(dǎo)致橋梁承載力和耐久性的降低甚至影響到運(yùn)營的安全，從而引起一系列的問題，需要增加相應(yīng)的維修、改造和加固來解決，這些工作必須建立在對橋梁結(jié)構(gòu)詳細(xì)和系統(tǒng)橋梁檢測的基礎(chǔ)上才能進(jìn)行。
一，雷達(dá)與紅外熱像儀檢測技術(shù)
使用雷達(dá)、紅外熱象儀、激光光學(xué)、超聲波和其它一些心得技術(shù)手段可在僅僅一天之內(nèi)就能準(zhǔn)確地測量成百上千公里路面或幾十座橋的橋面?！崩走_(dá)”的工作原理是發(fā)射短促的電磁脈沖，然后由這些電磁脈沖形成的電磁波可被混凝土各種異質(zhì)界面反射回來而產(chǎn)生回波。雷達(dá)回波的交替變換之波形和混凝土發(fā)生病害及出現(xiàn)層裂后狀況有密切的對應(yīng)關(guān)系(但解釋判讀困難)?！奔t外熱像儀是利用一臺紅外攝像機(jī)來產(chǎn)生一副橋面溫度圖。這種溫度圖揭示了在陽光照射下混凝土裂層之上哪個的 橋面“熱點”。這種溫度較高的“熱點”是由于薄的充滿空氣的裂層就象絕熱體一樣使得其上的混凝土的溫度上升得更快些而形成的。將雷達(dá)檢測混凝土的凍融崩裂和高含水量以及紅外熱象儀在干燥情況下檢測混凝土層裂這兩種方法結(jié)合起來就可以創(chuàng)造一種有效地檢測大多數(shù)病害類型的檢測方法。
二，光纖傳感器監(jiān)測技術(shù)
一般用于結(jié)構(gòu)監(jiān)測的傳統(tǒng)傳感器，其測量能力只局限于逐點檢測，當(dāng)臨界斷面檢測得不準(zhǔn)確時，其結(jié)果就會很不理想。當(dāng)需要對大型結(jié)構(gòu)如橋梁的狀況進(jìn)行評估時，傳感器具有的大面積檢測的能力就顯得最為重要。任何監(jiān)測系統(tǒng)都必須具備在較長時期內(nèi)提供可靠、精確和長期的檢測結(jié)果，這樣才能保證結(jié)構(gòu)處于高度的安全狀態(tài)。安裝了這種監(jiān)測系統(tǒng)后，任何結(jié)構(gòu)存在的問題都可以較早地被發(fā)現(xiàn)，以便采取必要的修復(fù)措施，從而保證結(jié)構(gòu)使用的連續(xù)安全性，使結(jié)構(gòu)的性能得到最佳管理，并減少使用費(fèi)用。
三，無線電檢測與評估系統(tǒng)
無線電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以定量的確定 有疲勞傾向部位的疲勞荷載方式，但是它不能確定疲勞裂縫是否在此荷載作用下的生長。就象反復(fù)彎曲一根金屬絲可以讓它斷開一樣，反復(fù)的周期性的疲勞荷載可以導(dǎo)致鋼橋結(jié)構(gòu)(構(gòu)件)出現(xiàn)裂縫。這些裂縫不會連續(xù) 生長”，而是以很細(xì)微的程度在擴(kuò)大。裂縫的擴(kuò)大在(結(jié)構(gòu))構(gòu)件表面(層)會伴隨著能量的釋放，產(chǎn)生出應(yīng)力波。利用專門根據(jù)上述原理改造的感測器，就可以發(fā)現(xiàn)應(yīng)力波。這種感應(yīng)器貼在橋上并且與橋梁一起承受應(yīng)變。它由一個特殊的應(yīng)變增幅裝置和兩個預(yù)先裂開的樣片合成一個整體去測量裂縫長度。樣片由兩個開裂增長長度不同的材料組成。這些人造疲勞裂縫”隨橋上因隨機(jī)振幅而改變的應(yīng)變而產(chǎn)生變化(反應(yīng))。通過一個特殊的雷達(dá)測量兩個樣片的裂縫長度，可以得到預(yù)先確定的應(yīng)力范圍內(nèi)的有效周期值。這個感應(yīng)器就像一個疲勞程度的里程表。
四，感應(yīng)檢測技術(shù)
公路橋梁的感應(yīng)檢測技術(shù)的應(yīng)用是廣泛的。傳感器由一個扁平的鋁板粘到混凝土上并且相距鋁板有很短一 段距離設(shè)置了一個小的印刷電路板線圈。線圈和鋁板形成感應(yīng)的震蕩器部分。振蕩器的頻率隨鋁板與線圈之間距離的改變而改變，百分之一英寸的距離都可以檢測出來。感應(yīng)器是溫度補(bǔ)償型的。對翼墻的監(jiān)測已經(jīng)進(jìn)行兩年多了，十分有效。當(dāng)預(yù)應(yīng)力混凝土梁中的高強(qiáng)度鋼筋由于腐蝕斷裂時，會釋放出突然且巨大的能量，其產(chǎn)生的應(yīng)力波會在建筑物中向外傳播。因此，根據(jù)這一原理利用象加速計一類的感應(yīng)器是可以探測到鋼筋的斷裂狀況。通過分析信號到達(dá)的次數(shù)，可以確定出斷裂發(fā)生狀況。而且可以確定斷裂發(fā)生的位置。這種方法很象利用地震儀的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)確定地震發(fā)生的位置和地震的強(qiáng)度。
探測到鋼筋的斷裂狀況，無疑是非常有用的。而在破壞發(fā)生前探測出 并確定銹蝕程度技術(shù)更有用。這種感應(yīng)器可以澆筑在混凝土中，在混凝土中測量鋼筋銹蝕的比率、混凝土的導(dǎo)電率、氯離子濃度等。這種感應(yīng)器很小并最終由無線電頻率來加強(qiáng)。系統(tǒng)可以根據(jù)需要來定做電路，使其小型化。可以按需要將幾百或幾千個這樣的感應(yīng)器埋置在橋內(nèi)，在(大規(guī)模)大的損害發(fā)生前提供銹蝕的定量性信息。
五，其他新技術(shù)
在世界上許多地方，對整座橋梁狀況的監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到在大型結(jié)構(gòu)物上安裝系列大規(guī)模的監(jiān)測系統(tǒng)。此外，對橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力的非侵入式”檢測也是橋梁工程的迫切需要。另一項新技術(shù)是智能橋梁支撐”，通過它人們可以收集到許多必不可少的橋梁工作信息，我們知道某個支座失效和由此導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)中的巨大應(yīng)力變化，是橋梁毀壞的一個很普遍的因素。智能支座能通過支座上的活載和恒載的分布發(fā)現(xiàn)并判斷出橋梁結(jié)構(gòu)體系的工作抓狀況。
六，結(jié)語
隨著道路交通建設(shè)的發(fā)展，以及橋梁使用年齡的增長，結(jié)構(gòu)老化的數(shù)量 越來越多。舊橋梁結(jié)構(gòu)的維修和改造都 需要事先對結(jié)構(gòu)狀況進(jìn)行監(jiān)測、檢測與評價雖然目前已有不少可以應(yīng)用的檢測評價方法，但有些技術(shù)仍需要進(jìn)一步完善才能達(dá)到普遍應(yīng)用的階段。特別是為隨時了解橋梁結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)確保其長期使用性能，必須使用永久的監(jiān)測設(shè)備。因此，橋梁結(jié)構(gòu)的長期檢測與診斷技術(shù)目前變得越來越重要了。橋梁檢測工作者們還需要繼續(xù)努力，研究與開發(fā)出更加實用方便的橋梁檢測技術(shù)與監(jiān)測設(shè)備。
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