橋梁在一個(gè)國家的交通運(yùn)輸和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有重要位置,
橋梁安全檢測(cè)和數(shù)據(jù)采集是保證橋梁安全運(yùn)營的重要手段。通過檢測(cè)技術(shù)可以及時(shí)掌握橋梁的運(yùn)營狀況,測(cè)定橋梁幾何量的變化和大小,收集橋梁結(jié)構(gòu)在運(yùn)營過程中的整體線形變化數(shù)據(jù),了解橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力的變化,分析變形的原因,確定
橋梁維修、
加固和改建的先后順序。從而避免橋梁垮塌和失效,降低事故的發(fā)生率,合理分配橋梁養(yǎng)護(hù)和加固維修資金,確保橋梁安全運(yùn)營,延長(zhǎng)使用壽命,最大程度地減小橋梁事故造成的損失。
關(guān)鍵詞:橋梁檢測(cè);數(shù)據(jù)檢測(cè);數(shù)據(jù)采集;數(shù)據(jù)處理
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橋梁檢測(cè)以及數(shù)據(jù)采集工作存在的問題
檢測(cè)數(shù)據(jù)采集工作通常情況下均指對(duì)橋梁狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量、參數(shù)距離以及各種參數(shù)整理。從橋梁檢測(cè)的實(shí)際情況來分析,可以將其分成內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)與外業(yè)數(shù)據(jù)采集這兩方面。內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)采集工作包含了數(shù)據(jù)測(cè)量、數(shù)據(jù)記錄和數(shù)據(jù)整理等方面,是數(shù)據(jù)分析處理的基本模式之一。想要保證數(shù)據(jù)處理結(jié)果的科學(xué)性,必須要保證測(cè)量過程的科學(xué)性及測(cè)量結(jié)果的有效性。內(nèi)業(yè)的數(shù)據(jù)處理工作通常都包含數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)分類以及各種數(shù)據(jù)綜合分析等,所以全工作流程都必須要保持條理性,并且事情處理效率必須要滿足測(cè)量的基本要求。對(duì)普通橋梁來說,檢測(cè)過程也代表大量數(shù)據(jù)的誕生,如果采取常見的數(shù)字資料記錄方式來記錄這些測(cè)量數(shù)據(jù),不僅十分繁瑣,同時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤的幾率也會(huì)大大提升,因?yàn)閿?shù)據(jù)不精準(zhǔn)等問題返工,影響檢測(cè)工期。為了方便計(jì)算機(jī)的后期處理工作,必須完善數(shù)據(jù)采集流程,保證數(shù)據(jù)使用的便捷性以及數(shù)據(jù)采集的精確性,工作人員必須將信息及數(shù)據(jù)的數(shù)字化時(shí)間提前,保證后續(xù)工作可以正常開展。
2橋梁檢測(cè)的內(nèi)容
橋梁檢測(cè)的內(nèi)容比較多,從方法上可分為
靜載試驗(yàn)、
動(dòng)載試驗(yàn)和
無損檢測(cè)。根據(jù)檢查的重要程度不同以及時(shí)間間隔的長(zhǎng)短,橋梁檢查工作又可分為經(jīng)常檢查、定期檢查和特殊檢查。經(jīng)常性的檢查是日常工作,以目測(cè)為主,配以簡(jiǎn)單的工具,一般每個(gè)月至少一次。定期檢查必須接近各部件仔細(xì)進(jìn)行檢查其缺損情況,可每半年或一、兩年進(jìn)行一次,最多不超過三年。特殊檢查一般要較為詳細(xì)地檢查橋梁結(jié)構(gòu)各個(gè)部位的使用狀況,對(duì)結(jié)構(gòu)損壞部位進(jìn)行接觸量測(cè)、標(biāo)記、安設(shè)檢測(cè)儀器的檢查,需要?jiǎng)佑锰厥獾臋C(jī)械設(shè)備與測(cè)量?jī)x器。橋梁檢測(cè)的具體內(nèi)容是在外觀上對(duì)橋梁表面及內(nèi)部的缺損情況進(jìn)行評(píng)估,以及對(duì)橋梁的一些重要參數(shù)如變形、撓度、應(yīng)變、裂縫等進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。
橋梁性能相關(guān)參數(shù)的檢測(cè)。
與橋梁的運(yùn)營性能有關(guān)的參數(shù)主要有:
靜態(tài)參數(shù)如變形、撓度、應(yīng)變、裂縫等;動(dòng)態(tài)參數(shù)如固有頻率、振型、動(dòng)力響應(yīng)等;材料參數(shù)如
混凝土強(qiáng)度、均勻性、耐久性等,這些參數(shù)都是反映橋梁結(jié)構(gòu)性能的重要參數(shù)。從這些參數(shù)的數(shù)值大小可以基本確定橋梁的狀態(tài)以及導(dǎo)致橋梁出現(xiàn)問題的原因,也可以測(cè)出這些參數(shù),分析得出結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度及抗裂性能,據(jù)此判斷橋梁的承載能力。
3數(shù)據(jù)采集處理技術(shù)
3.1采集
橋梁檢測(cè)工作可分為外業(yè)數(shù)據(jù)采集和內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理兩大內(nèi)容。數(shù)據(jù)采集工作包括數(shù)據(jù)量測(cè)、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)整理等環(huán)節(jié),內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理包括數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)分類、數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)、數(shù)據(jù)分析、參數(shù)估計(jì)等。所有這些工作,如使用手工完成,其工作量很大、耗時(shí)較多且可靠性不高。為此,近年來各種數(shù)據(jù)采集,正加速從手工機(jī)械模擬、電測(cè)模擬向數(shù)字化傳感器方向發(fā)展。橋梁檢測(cè)中的多數(shù)應(yīng)變測(cè)量、測(cè)力、高差、長(zhǎng)度、角度測(cè)量的精密傳感器,均已逐步向數(shù)字化方向過渡,使得這些量的采集、記錄和實(shí)時(shí)處理、傳輸一體化的“全數(shù)字化作業(yè)”方式成為可能。對(duì)于運(yùn)用數(shù)字水準(zhǔn)儀、全站儀作為橋梁檢測(cè)中的精密高差、距離和角度傳感器,目前已經(jīng)發(fā)展到了較高的技術(shù)水平,基本可實(shí)現(xiàn)測(cè)量、記錄、預(yù)處理以及某些內(nèi)業(yè)處理可直接在儀器上完成。與全站儀和數(shù)字水準(zhǔn)儀相比,總體上講,橋梁檢測(cè)中的其他數(shù)字傳感器(包括光纖傳感器)系統(tǒng)還處于較低的水平,存在較大的改進(jìn)空間。
3.2觀測(cè)數(shù)據(jù)處理
要使變形測(cè)量工作作為運(yùn)營管理的信息,起到指導(dǎo)工程安全運(yùn)營、合理發(fā)揮工程效益的作用,除了進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)取得第一手資料外,還必須進(jìn)行觀測(cè)資料的整理與分析。資料整理和整編包括:1)校核原始記錄,檢查變形值的計(jì)算結(jié)果。2)對(duì)各觀測(cè)點(diǎn)按時(shí)間填寫變形值,并繪制觀測(cè)點(diǎn)變形值過程線,也就是以時(shí)間為橫坐標(biāo),以累計(jì)變形值(位移、沉降、撓度等)為縱坐標(biāo)繪制曲線,這些曲線能明顯地反映出變形的趨勢(shì)、規(guī)律和幅度,這對(duì)初步判斷橋梁工作情況是否正常非常有用。3)繪制橋梁變形分布圖,可按剖面繪制或繪制變形值等值線圖。觀測(cè)資料的分析:主要分析歸納橋梁變形過程、變形規(guī)律、變形幅度,分析建筑物變形的原因,變形值與引起變形因素之間的關(guān)系,進(jìn)而判斷橋梁的工作情況是否正常。在積累大量觀測(cè)數(shù)據(jù)后,又可進(jìn)一步找出橋梁變形的內(nèi)在原因和規(guī)律,從而修正設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)所采用的經(jīng)驗(yàn)系數(shù),這一階段的工作可分為:1)成因分析(定性分析):是對(duì)結(jié)構(gòu)本身(內(nèi)因)與作用在橋梁上的荷載(外因)以及測(cè)量本身加以分析、考慮,確定變形值變化的原因和規(guī)律性。2)統(tǒng)計(jì)分析:根據(jù)成因分析,對(duì)實(shí)測(cè)資料加以統(tǒng)計(jì),從中尋找規(guī)律,并導(dǎo)出變形值與引起變形的有關(guān)因素之間的函數(shù)關(guān)系,一般采用一元回歸和多元回歸的方法。3)變形值預(yù)報(bào)和安全判斷:在成因分析和統(tǒng)計(jì)分析基礎(chǔ)上,可根據(jù)求得的變形值與引起變形因素之間的函數(shù)關(guān)系,預(yù)報(bào)未來變形值的范圍,并判斷建筑物的安全程度。
4結(jié)語
經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,使各行各業(yè)對(duì)橋梁運(yùn)輸?shù)囊蕾囆愿鼜?qiáng)。但是許多橋梁的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)以及橋梁荷載能力都已經(jīng)不能滿足當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的需求,必須對(duì)其進(jìn)行完善。橋梁檢測(cè)工作可以全方位的了解橋梁結(jié)構(gòu)的情況,為橋梁日常養(yǎng)護(hù)及維修工作提供可靠的數(shù)據(jù)支持,進(jìn)而提升橋梁質(zhì)量。橋梁檢測(cè)是工作量較大且數(shù)據(jù)產(chǎn)生量較多的工作,所以如何在保證不影響檢查質(zhì)量的基礎(chǔ)之上提升檢查速度與檢查質(zhì)量,更好的對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理與保存,讓數(shù)據(jù)可以在未來發(fā)揮更大的作用,提升檢測(cè)質(zhì)量,減少橋梁事故發(fā)生的機(jī)率具有十分重要的意義。
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