A. 橋梁檢測定位方法研究
一、橋梁全面檢測理論
1對引道及橋址周邊環境進行檢查量測
(1)查看正橋與引橋、引遭(線)銜接處是否正常與竣工時情況相比較是否有變化51-論文-網-歡迎您
(2)橋址及其附近水流河道是否改變必要時還應測定主河槽水流速度及其流向橋下凈寬有無改變橋墩台處局部沖刷與設計有關數據相比是否增大51-論文-網-歡迎您
(3)兩岸橋頭填土石砌錐坡有無沖刷、滑移和損壞51-論文-網-歡迎您
2、量測壘橋標高和線形
(1)橋標高和線形有聯系關系但又有區別前者是指某點高程值後者則是橋梁相關點連線一座設計施工質量良好橋梁其標高和線形均應達到設計期望值51-論文-網-歡迎您
(2)量測主要部位和項目有：墩台支承墊石(即支座墊板)頂面、承台頂面和梁底處標高；墩台身在橋縱、橫向有無偏移傾斜①對斜拉橋和懸索橋還應量測其主塔身在橋縱、橫向有無偏移傾斜塔頂變位核宴②對懸索橋還應量測主纜線形；③對拱橋還應量測拱肋軸線線形51-論文-網-歡迎您
3、圬工粱拱檢查量測
(1)檢查圬工有無風化、剝落、破損及裂逢注意變截面處、加固修復處及防水層情況對圬工剝落、裂縫處應注意鋼筋銹蝕情況51-論文-網-歡迎您
鋼筋混凝土梁應重點檢查寬度超過0.2mm豎向裂縫並注意檢查有無斜向裂縫及順方向縱向裂縫預應力鋼筋混梁要觀測樑上拱度變化並注意檢查有無不允許出現垂直於主筋豎向裂縫51-論文-網-歡迎您
(2)拱橋應量測實際拱軸線和拱圈(或拱肋)尺寸並檢查它們有無橫向(垂直於路線方向)裂縫發生51-論
4、鋼結構檢查量測
(1)檢查鋼結構構件油漆塗層完好程度有無起皮、剝落、銹斑等是容易積水積塵或不通風部位有無銹蝕銹蝕嚴重應量測鋼板或構件實際剩餘厚度以便考慮斷面削弱影響51-論文-網-歡迎您
(2)檢查構件有無裂紋、穿孔、硬傷、硬彎、歪扭、爆皮及材料夾層等要注意以下部位有無疲勞裂紋發生：承受拉力或反復應力桿件與節點板連接處或桿(構改圓銀)件接頭處；由於損傷造成桿(構)件斷面削弱及應力集中處；縱梁與橫粱連接角鋼；無蓋板縱樑上翼緣角鋼；主梁間縱向聯結系連接處；單剪鉚釘處焊縫端部及其附近基材；U形肋與橫隔板連接處焊縫等51-論文-網-歡迎您
(3)檢查鋼箱梁工地拼接大環形焊縫(即同一截面頂板一腹板一底板一腹板周圈焊縫)和U形肋嵌補段焊縫有無異常51-論文-網-歡迎您
(4)檢查腔或桿件平直度當城市桿彎曲矢大於桿件由長度1‰、拉桿彎曲矢度大於桿件自由長度1／500時均應注意彎曲影響51-論文-網-歡迎您
(5)檢查鉚釘頭有無銹蝕鉚釘有無松動檢查高強度螺栓是否完好有無松動和延遲斷裂等情況；有無因銹蝕或其它原因降低磨擦力現象；並應嚴密注意節點滑移拱度變化51-論文-網-歡迎您
5、磚石砌體檢查量測
磚石砌體不同於鋼筋混凝土特點是抗拉強度更小結構脆性大開裂荷載比較接近或幾乎等於破壞荷載因此當磚石砌體出現由於荷載引起裂縫時往往是砌體破壞特徵或前兆51-論文-網-歡迎您
6、墩台及基礎檢查量測
(1)墩台缺陷主要表現是：裂縫、剝落、空洞、鋼筋外露及銹蝕、老化、變形位移等51-論文-網
(2)檢查時應對裂縫及破損具體位置、寬度、長度、深度進行量測和描述繪製成圖51-論文-網-歡迎您
7、地基檢驗
當墩台有沉降、傾斜、位移時一定要對地基進行探測和商討51-論文對已成橋地其檢測是比較困難和麻煩可用觸探和鑽孔取樣方法也可用荷載板試驗但很難在原位進行常常只能是接近基礎原位對岩地基可在基岩露頭地點進行檢驗5
8.檢測內容
8．1橋面系
橋面系包括橋面鋪裝、人行道、欄桿、排水設施及伸縮縫等。主要從以下幾個方面進行檢查：
(1)橋面鋪裝有無裂縫、剝落、窪地積水、坑穴、波浪和鼓包；
(2)人行道及緣石有無剝落、破損；
(3)欄桿系有無撞擊損壞、松動、開裂、下撓、上拱、歪斜及構件混凝土開裂；
(4)橋面排水設施有無破損、堵塞和漏水；
(5)伸縮縫有無破損，其功能是否正常。
8．2上部結構
(1)現澆砼梁體混凝土強度；
(2)現澆砼梁體混凝土碳化深度；
(3)梁體裂縫狀況及分布規律等。
8．3下部結構
(1)墩台裂縫狀況及分布規律；
(2)框架橋墩的風化、剝落、開裂、錯位、下沉及水平位移或轉動等情況。
8．4支座
(1)支座功能是否完好；
(2)組件是否完整、清潔；
(3)底座、梁底、輥軸混凝土是否碎裂；
(4)座板、齒板有無脫焊；
(5)有無斷裂、錯位和脫空現象；
(6)橡膠支座的是否老化、變形、失效。
9.混凝土檢查評估方法
9．1混凝土強度檢測
利用回彈儀進行，測區的選定採用抽檢的辦法，測區主要選擇在構件受力最不利的部位，測區面積在0．2m×0．2m以內，測點在其中均勻分布。按照《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規范》(JG／T23—2001)規定，在每一個檢測區域取16個回彈值。
9．2混凝土碳化深度的測量
在回彈值測定的測區或附近，先用沖擊鑽鑽一個直徑為16mm，深度為15ram的孔，清除干凈後，利用濃度為1的酚酞酒精溶液滴在鑿除部位的邊緣。稍停片刻後，利用游標卡尺或鋼板尺測量已碳化和未碳化混凝土交界面到混凝土表面的距離3～4次，每次讀數精確到1mm。
9．3裂縫檢測
採用刻度放大鏡對裂縫寬度進行觀察測量。
9．4現澆砼混凝土抗壓強度檢測
採用回彈值碳化修正法測定混凝土強度。碳化回彈綜合測定混凝土強度是指採用回彈儀，在結構混凝土同一測區分別測定回彈值和碳化深度值，然後利用碳化深度對回彈值進行修正，從而推算測區混凝土強度的一種方法。該方法具有以下特點：減少齡期和含水率的影響，彌補各參數相互不足，提高測量精度。本橋採用抽樣檢驗方法，抽取具有代表性的構件進行檢測，作為該橋梁砼強度的參考值。每個測區分別測量碳化深度值和回彈值。
10.橋梁承載力評定方法
目前對於橋梁承載力的評定可分為4類：基於病害調查的經驗評定方法，分析計演算法，綜合分析法，荷載試驗法。
10．1基於病害調查的經驗評定方法
此方法的主要依據是《公路養護技術規范》(JTJ073—96)。在橋梁檢查的基礎上，通過對橋梁的技術狀況及缺陷和損傷的性質、部位、嚴重程度和發展趨勢的調查，弄清出現缺陷和損傷的主要原因，分析和評價既存缺陷及損傷對橋梁質量和使用承載能力的影響，並為橋梁維修和加固設計提供可靠的技術數據和依據。這種方法要求現場檢查人員必須具有豐富的工程經驗和專業知識。
10．2分析計演算法
這一方法主要根據實測的材料性能、結構幾何尺寸、支撐條件、外觀缺陷及通行荷載，按照橋梁結構的計算理論來評定承載力，是一種定量了解舊橋承載力的方法，國內外學者作了大量研究工作，許多國家都趨向於以「鑒定系數」來評價承載力。
隨著計算機技術特別是鋼筋混凝土有限元理論的發展，有限元計演算法引起了各國學者的重視。編制有限元計算程序或採用通用的有限元分析軟體，用計算機模擬實際橋梁的荷載試驗，計算橋梁的實際承載力，評定步驟如下：①橋梁調查；②確定載入形式並劃分單元；③分級載入計算；④評定承載力。
10．3綜合分析法
此方法是在橋梁檢查的基礎上，採用無破損方式測定混凝土強度、混凝土碳化深度、混凝土氯離子含量、混凝土電阻率、鋼筋混凝土保護層厚度和結構混凝土中鋼筋銹蝕狀況，進行折減後的結構承載力驗算，綜合分析計算結果和結構裂縫等外觀條件，評定結構材料狀況。
10．4荷載試驗法
如前所述的基於病害調查的經驗評定法和綜合分析法對於橋梁承載力的初步評定是有效的，特別是對於全線橋梁的總體評價、劃分橋梁類型、確定維修加固的輕重緩急是經濟有效的方法。然而，對於重要的大型橋梁，需進一步進行荷載試驗來
定實際的承載能力。荷載試驗方法是在橋梁結構鑒定中應用歷史最長的方法。主要優點是直觀，較可靠，故多用於新結構的研究和橋梁質量的評定。在舊橋的評定中，又多用於橋梁實際工作狀態不明確情況下的評定和研究工作，以彌補根據外觀調查評定和綜合分析評定方法的不足。但是，一般進行荷載試驗要封閉路線，花費的資金較多，耗費時間長，只能對重要的大型橋梁進行荷載試驗。這種荷載試驗是非破壞性的，根據試驗荷載的作用性質，通常分為靜載試驗和動載試驗，前者反映橋梁在靜載作用下的結構工作性能，後者反映橋梁結構的動力性能靜載試驗，通常採用車輛載入方式，測定梁的應變、撓度和裂縫，根據試驗結果與理論計算值的對比分析，來判斷橋梁的實際承載能力。
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二橋梁檢測定位方法
結構理論模型進行調整或修正使得修正後模態參數與實驗相一致這一過程即有限元模型修正51-論文-網-
模型修正法在橋梁監測中主要用於把實驗結構振動反應記錄與原先模型計算結果進行綜合比較利用直接或間接測知模態參數加速度時程記錄頻響函數等通過條件優化約束不斷地修正模型中剛度和質量信息從而得到結構變化信息實現結構損傷判別與定位其主要方法有：
(1)矩陣型法是發展最早最成熟修正計算模型整個矩陣一類方法它具有精度高、執行容易特點主要缺點是所修正模型物理意義不明確喪失了原有限元模型帶狀特點這代表應屬Berman／Baruch最優法51-論您
(2)子矩陣修正法通過對待修正字矩陣或單元矩陣定義修正系數通過對字矩陣修正系數調整來修正結構剛度該方法最大優點是修正後剛度矩陣仍保持者原矩陣對稱稀疏性51-論文-網-歡迎您
(3)靈敏度法修正結構參數通過修正結構設計參數彈性模量E截面面積A等來對有限元模型進行修正
2指紋分析方法尋找與結構動力特性有關動力指紋通過這些指紋變化來判斷結構真實狀況51-論您
在線監測中頻率是最易獲得模態參數而且精度很高因此通過監測頻率變化來識別結構破損是否發生是最為簡單此外振型也可用於結構破損振型測試精度低於頻率但振型包含更多破損信息利用振型判斷結構破損是否發生途徑很多；MACCOMAeCMSDI和柔度矩陣法51-論文-網-歡迎您
但大量模型和實際結構實驗表明結構損傷導致固有頻率變化很小而振型形式變化明顯一般損傷使結構自振頻率變化都在5％以內一般認為自振頻率直接用來作為橋梁監測指紋而振型雖然對局部剛度比較敏感但精確測量比較困難MACCOMACCMS等依賴於振型動力指紋都遇到同樣問題對橋缺損狀態評價缺乏統一有效指標有人以模糊理論結構可靠度理論等為理論框架建立了各種橋梁使用性能評估專家系統但必須首先建立各種規范和專家資料庫
結束語
橋梁檢測工作技術復雜、操作難度大、科技含量高，而且是高空和危險作業，擔負任務的工程技術人員責任重大。只有把實踐和理論充分結合起來，工程技術人員才能對橋梁作出正確的檢測和評估，設計出切實可行的加固方法，從而增強橋梁的使用能力，延長橋梁的使用壽命。
3.檢測依據
橋梁檢測主要依據中華人民共和國國家、交通部及建設部等頒發的標准和規范進行，有關的技術標准各規范如下：
(I)《公路養護技術規范》(JTJ073—96)；
(2)《公路工程技術標准》(JTGB01-2003)；
(3)《公路舊橋承載力鑒定方法(試行)》(1998)；
(4)《混凝土結構試驗方法標准~(GB50152-92)；
(5)《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》(JTJ／T23-2001)；
(6)《公路工程質量檢驗評定標准》(JTJ071-98)；
(7)《公路橋涵設計通用規范》(JTGD60-2004)；
(8)《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》(JTGD62-2004)；
(9)《城市橋梁設計准則》(CJj1I-93)；
(10)《城市橋梁設計荷載標准》(CJJ77—98)JTJ073。
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