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中交路橋科技是從事工程檢測(cè)監(jiān)測(cè)、城市安全監(jiān)測(cè)預(yù)警與評(píng)價(jià)、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)。
新聞資訊
在役預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁預(yù)應(yīng)力檢測(cè)技術(shù)
更新時(shí)間:2021-04-10 17:51
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    預(yù)應(yīng)力損失是影響預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁安全的最主要因素,由于預(yù)應(yīng)力損失原因的復(fù)雜性,理論方法預(yù)估準(zhǔn)確性較低,預(yù)應(yīng)力檢測(cè)技術(shù)尤為重要。對(duì)混凝土橋梁預(yù)應(yīng)力無(wú)損檢測(cè)技術(shù)和局部破損檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行介紹,指出混凝土橋梁預(yù)應(yīng)力檢測(cè)技術(shù)存在的問(wèn)題,提出采用局部破損檢測(cè)和大范圍無(wú)損檢測(cè)相結(jié)合的方法提高對(duì)在役預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁持久應(yīng)力的測(cè)試精度,并建議對(duì)新建橋梁埋設(shè)智能傳感器對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的持久應(yīng)力進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。
    關(guān)鍵詞:橋梁;預(yù)應(yīng)力;檢測(cè)
    預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁最早出現(xiàn)于德國(guó),繼而在美國(guó)、日本和歐洲等地區(qū)得到廣泛應(yīng)用。我國(guó)目前所擁有的各類公路橋梁中,混凝土結(jié)構(gòu)的橋梁占90%以上,預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的橋梁占75%以上。預(yù)應(yīng)力發(fā)揮著重大的作用,創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益,其應(yīng)用目前已遍及各種橋梁結(jié)構(gòu)形式,不僅帶動(dòng)了中小跨度橋梁的迅猛發(fā)展,也促成了大跨度橋梁的進(jìn)步。 
     預(yù)應(yīng)力損失是影響預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁安全的最主要因素,已有預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的現(xiàn)存預(yù)應(yīng)力大小是評(píng)價(jià)預(yù)應(yīng)力構(gòu)件工作性能的關(guān)鍵。導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力損失的原因包括混凝土的收縮徐變、預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力松弛、錨具的變形和滑移、以及預(yù)應(yīng)力筋與周圍接觸物之間的摩阻等等,加之人為的因素(如超載或交通事故)和自然災(zāi)害,使得基于試驗(yàn)和理論的預(yù)應(yīng)力損失估算方法具有失真性。因此,混凝土結(jié)構(gòu)的現(xiàn)存預(yù)應(yīng)力檢測(cè)具有重大意義。
   預(yù)應(yīng)力檢測(cè)方法 
    在役預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁預(yù)應(yīng)力的持久應(yīng)力大小是影響結(jié)構(gòu)服役期內(nèi)正常使用性能的主要指標(biāo)。國(guó)內(nèi)外普遍采用的有效預(yù)應(yīng)力檢測(cè)方法可以分為無(wú)損檢測(cè)和局部破損檢測(cè)。
    1.1 預(yù)應(yīng)力無(wú)損檢測(cè)技術(shù)
    無(wú)損檢測(cè)是借助專業(yè)設(shè)備在不損傷被檢測(cè)構(gòu)件的情況下,探測(cè)結(jié)構(gòu)內(nèi)部本質(zhì)特征,從而推定整體性能。無(wú)損檢測(cè)法主要有聲發(fā)射技術(shù)、電磁效應(yīng)檢測(cè)法、超聲波檢測(cè)法、動(dòng)力檢測(cè)法、以及錨端預(yù)應(yīng)力測(cè)試技術(shù)。
    (1)聲發(fā)射技術(shù):該技術(shù)可以檢測(cè)預(yù)應(yīng)力損失的時(shí)效性和錨固端的滑移情況影,尚處于研究階段。
    (2)電磁效應(yīng)檢測(cè)法:電磁效應(yīng)檢測(cè)包括渦流、測(cè)漏磁和磁粉檢測(cè)3種,它主要通過(guò)相關(guān)磁場(chǎng)變化的原理進(jìn)行檢測(cè)??梢岳么磐啃孤┰頇z測(cè)預(yù)應(yīng)力筋的預(yù)應(yīng)力損失。當(dāng)應(yīng)力變化時(shí),由于物體的伸縮引起磁路中磁通的變化,并使感應(yīng)器線圈的感應(yīng)電流發(fā)生變化,由此變化可以測(cè)出應(yīng)力的變化。
    (3)超聲波檢測(cè)法:該方法根據(jù)超聲波通過(guò)預(yù)應(yīng)力鋼絞線后頻率變化來(lái)推斷其拉應(yīng)力大小。當(dāng)沒(méi)有應(yīng)力作用時(shí),超聲波在各向同性的彈性體內(nèi)傳播速度與有應(yīng)力作用時(shí)傳播速度不同,利用超聲波波速與應(yīng)力之間的關(guān)系來(lái)測(cè)量構(gòu)件的應(yīng)力狀態(tài)。理論上講,只要發(fā)射超聲波功率足夠大,可穿透任意厚度的構(gòu)件。
    (4)動(dòng)力檢測(cè)法:該方法是基于梁振動(dòng)方程中頻率與剛度的相關(guān)性,通過(guò)實(shí)測(cè)振動(dòng)頻率來(lái)計(jì)算梁動(dòng)剛度,從而推算梁的有效預(yù)應(yīng)力。該測(cè)試方法現(xiàn)已發(fā)展到了預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者通過(guò)理論分析計(jì)算和試驗(yàn)對(duì)這一方面進(jìn)行了研究。
    (5)錨端預(yù)應(yīng)力測(cè)試技術(shù):該技術(shù)主要應(yīng)用于后張法預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu),通過(guò)錨固端安裝傳感器測(cè)量錨具受壓狀態(tài),從而獲得預(yù)應(yīng)力變化值。不少學(xué)者對(duì)采用光纖光柵的預(yù)應(yīng)力錨端傳感器進(jìn)行了研究,該方法對(duì)預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力分布情況難以獲知。 
    1.2 局部破損預(yù)應(yīng)力監(jiān)測(cè)技術(shù)
    局部破損檢測(cè)是利用儀器對(duì)構(gòu)件局部進(jìn)行損傷試驗(yàn),根據(jù)所獲取的數(shù)據(jù),推定構(gòu)件整體性能的檢測(cè)手段。局部破損檢測(cè)法主要有預(yù)應(yīng)力筋直接檢測(cè)技術(shù)和應(yīng)力釋放法。
    (1)預(yù)應(yīng)力筋直接檢測(cè)技術(shù):該技術(shù)是在預(yù)應(yīng)力筋上布置傳感器,直接測(cè)量預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力狀態(tài)。目前采用較多的是粘貼光纖光柵傳感器,為了避免孔道中的摩擦和擠壓所導(dǎo)致的數(shù)據(jù)失真,需要對(duì)傳感器的復(fù)合工藝進(jìn)行研究。
    (2)應(yīng)力釋放法:該方法是通過(guò)機(jī)械切割將約束產(chǎn)生的應(yīng)力釋放,測(cè)試切割前后構(gòu)件的應(yīng)變,從而根據(jù)材料本構(gòu)關(guān)系得到構(gòu)件應(yīng)力狀態(tài)。通過(guò)試驗(yàn)、理論推導(dǎo)和有限元分析的方法已將其應(yīng)用于預(yù)應(yīng)力混凝土梁有效預(yù)應(yīng)力的推算。目前應(yīng)力釋放法均局限于單點(diǎn)應(yīng)力釋放,其測(cè)試精度均在90%以下。
    2 預(yù)應(yīng)力檢測(cè)存在的問(wèn)題
    預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁持久應(yīng)力檢測(cè)雖然有較多方法,也取得了一些成就,但在實(shí)際工程中的應(yīng)用情況來(lái)看,仍存在一些技術(shù)難點(diǎn)和問(wèn)題需要解決。
    (1)測(cè)試精度有待進(jìn)一步提高。目前,應(yīng)力釋放法測(cè)試精度明顯高于其它測(cè)試方法,但國(guó)內(nèi)外應(yīng)力釋放法均局限于單點(diǎn)應(yīng)力釋放,其測(cè)試精度均在90%以下,不能正確有效的測(cè)試現(xiàn)存持久應(yīng)力,從而不能對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的承載能力和安全性做出比較準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)。
    (2)應(yīng)力釋放法雖然現(xiàn)場(chǎng)可操作性較強(qiáng)、設(shè)備便宜、不破壞橋梁整體(部分破壞),由于受混凝土材料的不均勻性、切割過(guò)程中較多因素的影響等原因,仍有很多問(wèn)題沒(méi)有研究清楚,有關(guān)參數(shù)和現(xiàn)存預(yù)應(yīng)力的關(guān)系式仍沒(méi)有一個(gè)準(zhǔn)確的說(shuō)法,還有待于進(jìn)一步的研究。
    (3)通過(guò)錨固端安裝傳感器測(cè)量錨具受壓狀態(tài)而獲得預(yù)應(yīng)力變化值,對(duì)預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力分布情況難以獲知,受預(yù)應(yīng)力管道摩阻等影響,不能有效得到實(shí)際混凝土的持久應(yīng)力狀態(tài)。
    3 結(jié)語(yǔ)
    鑒于混凝土橋梁預(yù)應(yīng)力檢測(cè)方法多樣性,以及檢測(cè)技術(shù)局限性等原因,建議對(duì)在役混凝土橋梁采用局部破損檢測(cè)和大范圍的無(wú)損檢測(cè)方法相結(jié)合,已達(dá)到對(duì)在役預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁預(yù)應(yīng)力的持久應(yīng)力進(jìn)行有效檢測(cè)目的。建議對(duì)于新建混凝土橋梁通過(guò)在預(yù)應(yīng)力鋼筋中埋設(shè)智能傳感器對(duì)營(yíng)運(yùn)中預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁預(yù)應(yīng)力的持久應(yīng)力進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。
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橋梁檢測(cè)一般都需要什么資質(zhì)?
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