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桥梁检测技术
 发布日期:  2009-9-17  

 

 1 混凝土强度检测

1)检测方法及原理

混凝土强度检测以超声回弹综合法为主,回弹法为辅。

          回弹法基本原理:回弹法是采用回弹仪的弹簧驱动重锤,通过弹击杆弹击混凝土表面,并以重锤被反弹回来的距离(称回弹值,指反弹距离与弹簧初始长度之比)作为强度相关指标来推算混凝土强度。

          超声法基本原理:超声在混凝土中的传播速度与混凝土的弹性模量有着密切的相关关系,而混凝土的弹性模量在相当程度上可以反应强度大小。通过试验建立起超声声速和混凝土强度的相关关系,并借以推定混凝土的强度。

2)构件抽样与测区布置

        同批构件(强度相同,材料、配合比、成型工艺、养护条件基本一致的同类构件,以下同)选取构件总数的30%,且不少于10件,构件总数小于10件时则全部检测。

        每构件布置10个测区。构件的测区满足下列要求:

♦        测区布置在混凝土浇筑方向的侧面;

♦        测区均匀分布,相邻两测区的间距不宜大于2m

♦        测区避开钢筋密集区和预埋件;

♦        测区尺寸为200mm×200mm

3)主要技术要点

►        测试面应清洁、干燥、平整,不应有接缝、修饰面层、浮浆和油垢,并避开蜂窝、麻面部位,必要时可用砂轮片清除杂物和磨平,并擦净残留粉尘;

►        先进行回弹测试,后进行超声测试;

►       每一测区的两个相对测试面各弹击8点,回弹值精确到1

►        测量超声声速时,为保证换能器与混凝土耦合良好,采用黄油为耦合剂;

►        结构或构件的每一测区,宜先进行回弹测试,后进行超声测试;

►        超声测点应布置在回弹测试的同一测区内,每个测区内的相对测试面上,应各布置3个测点,且发射和接收换能器的轴线应在同一轴线上;

►        测试的超声声时值精确到0.1μs

2 混凝土碳化深度检测

1)检测方法及原理

       使用浓度为12%的酚酞酒精溶液和深度测量工具进行检测。

       基本原理:是一种弱有机酸,在pH8.2的溶液里为无色的内酯式结构,当pH8.2时为红色的醌式结构。混凝土未碳化时处于碱性环境,酚酞会变成紫红色,而混凝土碳化后pH会降低,遇到酚酞酒精溶液时不会变色,这样就可区分出碳化和未碳化混凝土交界面,即可测出混凝土碳化深度。

2)测区及测孔布置

       混凝土碳化深度检测是在回弹值测量完毕后在回弹测区上进行,测区数取回弹测区数的30%,每一测区布置三个测孔,三个测孔呈“品”字排列,孔距大于3倍的孔径。

3)主要技术要点

♦        测孔直径约15mm,其深度大于估计的混凝土碳化深度;

♦        使用浓度为12%的酚酞酒精溶液;

♦        红色为未碳化部分,无色为已碳化部分;

♦        测量深度多次,精度为0.5mm,取其平均值。

3 混凝土保护层厚度及钢筋位置检测

1)检测方法及原理

        采用电磁感应法的原理,利用钢筋位置探测仪进行钢筋位置和混凝土保护层厚度测量。

        基本原理:钢筋位置探测仪采用电磁感应法的原理,由仪器内部的线圈产生电磁场,当磁场中存在磁介质时,产生感生电流以抵消原磁场的强度,这一感生电磁被仪器接收,并根据钢筋直径及位置与感生电流大小的关系,由接收的感生电流的大小来判断钢筋直径及保护层厚度。

2)构件抽样与测区布置

       构件抽样方法同混凝土强度检测。

       每批构件选取总数的30%,每构件布置3个测区,相邻测区之间的距离大于2m,在施测面上均匀布置。测区选择原则如下:

♦        主要受力部位;

♦        一般检查结果有迹象表明钢筋可能存在锈蚀的部位;

♦        主筋位置处存在沿顺筋裂缝的部位;

♦        主筋位置处检查的碳化深度大于原混凝土保护层厚度的部位。

3)主要技术要点

►       测区表面应清洁、平整,避开蜂窝、麻面、预埋件等部位;

►        保护层厚度测点值取23次的平均值,准确至1mm

►        钢筋直径测量值取510次的平均值;

►        当有外加磁场影响或钢筋为高强钢筋时需对测值进行修正。

4 裂缝深度和宽度检测

1)检测内容

        查明裂缝的宽度、长度、深度,判明是结构性裂缝还是非结构性裂缝、裂缝是发展的还是稳定的。

2)检测方法及原理

        裂缝长度检测:裂缝的长度测量直接使用标定合格的量尺测得。

        裂缝宽度检测:裂缝宽度量测使用读数显微镜进行测量。

        裂缝深度检测:裂缝深度采用超声脉冲法进行检测。

        超声法原理:利用脉冲波在技术条件相同(指混凝土的原材料、配合比、龄期和测试距离一致)的混凝土中传播的时间、接收波的振幅、频率和波形等声学参数的相对变化,来判定混凝土裂缝的深度。

3)主要技术要点

►        进行裂缝宽度检测时,在测前对裂缝测读部位处进行打磨处理,确保所测读为实际梁体裂缝的宽度而不包含其他因素的影响;

►        进行裂缝深度检测时,要打磨清理混凝土表面,并使用黄油作为耦合剂,以保证换能器与混凝土表面耦合良好;

         采用单面平测和双面斜测超声测试时,分别做跨缝和不跨缝测试;跨缝测试时,要注意首波相位变化;

 
 

5 钢筋锈蚀检测

           (1)检测方法

          采用半电池电位测量法。另外,通过混凝土碳化深度、保护层厚度的检测也可间接评价混凝土的锈蚀状况。

2)测区选择与测点布置

主要承重构件或承重构件的主要受力部位;一般检查结果有迹象表明钢筋可能存在锈蚀的部位;主筋位置处存在沿梁纵向有水平裂缝的部位;主筋位置处检查的碳化深度大于原混凝土保护层厚度的部位。

          选择构件数的10%且每构件测区数不少于1个。每个测区上布置测试网格,网格节点为测点,网格间距采用20×20cm,测点位置距构件边缘大于5cm,一个测区不少于20个测点。

3)技术要点

混凝土表面处理:用钢丝刷、砂纸打磨测区混凝土表面,去除涂料、浮浆、污迹等,并将表面湿润;局部打开混凝土,在钢筋上钻一小孔并拧上螺钉;将参考电极前端多孔塞充分浸湿。

          铜/硫酸铜的准备:用硫酸铜晶体溶解在蒸馏水中制成饱和硫酸铜溶液,用稀盐酸溶液清洁铜棒,并用蒸馏水冲净。

         测量值的采集:测点读数变动不超过2mV即可进行数据采集,当混凝土含水量、环境温度等条件影响较大时,通过现场比较试验进行数据修正。

6 静载试验

  桥梁静载试验主要是通过在桥梁结构上施加与设计荷载或使用荷载基本相当的外载,利用仪器仪表测试桥梁结构主要控制截面在静力试验荷载作用下的裂缝、变形和应力,并与理论计算值进行对比分析,从而评定桥梁结构的承载能力和实际工作状态。

 加载车

        加载车通常采用三轴自卸载重汽车(总重约30吨),按加载方案要求的加载车数量及重量提前联系租用,要求车型统一(轴距、标准轴重等)、车况良好,在试验加载前两小时一一称出总重和轴重,车辆总重误差在±1吨,装载称重完毕后,至现场预定停放位置,测量加载车辆轴距并一一编号。

6.1 加载效率

        静力荷载试验采用与设计荷载等级相应的活载控制值作为控制荷载,即对控制截面产生最不利荷载效应的荷载。试验荷载的大小和加载位置采用荷载效率系数nq来控制。

式中:                          Ss——加载试验荷载作用下控制截面内力计算值;

                      S——控制荷载作用下控制截面最不利内力计算值;

                                                 µ——冲击系数,平板挂车、履带车、重型车辆取0

nq值可采用0.81.05,本项目取0.95≤nq1.05。当温度影响较大时或控制荷载为挂车履带车时,考虑适当增大静载试验效率。 

6.2 加载分级与控制

为了获取结构试验荷载与变位的相关曲线以及防止加载过程中结构的意外损伤,对桥梁主控截面内力的加载分级进行。

1)分级控制的原则

►        按最大控制截面内力分为45级;

►        在安排加载分级时,注意其它截面内力的增加,最大内力不应超过控制荷载作用下的最不利内力;

►        逐级加载达最大荷载后逐级卸载。

2)加载分级的方法

►        逐渐增加加载车数量,先上轻车后上重车;

►        加载车位于内力影响线的不同部位。

3)加卸载的时间选择与控制


 
 
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