公路橋梁檢查檢測技術(shù)教程

公路橋梁檢查檢測技術(shù)重慶交通大學(xué)

范亮2016/3/19Saturday橋梁結(jié)構(gòu)狀況的檢測與評價(jià)（特殊檢查的技術(shù)手段）結(jié)構(gòu)狀況的詳細(xì)檢測+結(jié)構(gòu)檢算檢測內(nèi)容包括：

梁幾何形態(tài)參數(shù)測定

橋梁結(jié)構(gòu)恒載變異狀況調(diào)查

橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)件的材質(zhì)強(qiáng)度檢測與評定

混凝土中鋼筋銹蝕電位的檢測

混凝土中氯離子含量的測定

混凝土電阻率的檢測

混凝土碳化狀況的檢測

混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋分布狀況的調(diào)查

橋梁結(jié)構(gòu)固有模態(tài)參數(shù)的測定

索結(jié)構(gòu)索力的測量

橋梁墩臺與基礎(chǔ)變位情況調(diào)查

地基與基礎(chǔ)的檢驗(yàn)材料狀況的檢測與評價(jià)無破損、半破損方法綜合運(yùn)用混凝土強(qiáng)度無損檢測技術(shù)介紹1．回彈法：用彈簧驅(qū)動(dòng)重錘，通過彈擊桿彈擊混凝土表面，測出被反彈回來的距離，以回彈值（反彈距離與彈簧初始長度之比）作為與強(qiáng)度相關(guān)的指標(biāo)，推定混凝土強(qiáng)度。（1）

回彈儀的使用在洛氏硬度HRC為60±2的鋼砧上，回彈儀率定值應(yīng)為80±2；如有偏差，要對儀器進(jìn)行維修，不能采取修正的做法。平時(shí)工程檢測前后，都應(yīng)對回彈儀做檢查；并按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行儀器的校準(zhǔn)。（2）測區(qū)的選擇構(gòu)件檢測部位檢測要根據(jù)檢測目的、澆筑時(shí)間、方式等因素綜合考慮。混凝土強(qiáng)度無損檢測技術(shù)介紹（3）測強(qiáng)曲線的選擇專用曲線地區(qū)曲線全國統(tǒng)一曲線（4）當(dāng)構(gòu)件混凝土抗壓強(qiáng)度大于60MPa時(shí)，可采用標(biāo)準(zhǔn)能量大于2.207J的回彈儀，并應(yīng)另行制訂檢測方法及專用測強(qiáng)曲線。混凝土強(qiáng)度無損檢測技術(shù)介紹2．超聲回彈綜合法（1）測區(qū)的選擇（2）測強(qiáng)曲線的選擇：優(yōu)先采用專用或地區(qū)測強(qiáng)曲線，如無專用或地區(qū)測強(qiáng)曲線，經(jīng)驗(yàn)證后可采用統(tǒng)一測強(qiáng)曲線?；炷翉?qiáng)度無損檢測技術(shù)介紹3.

無破損方法與半破損方法結(jié)合使用回彈—取芯綜合法超聲—回彈綜合法結(jié)合取芯對舊結(jié)構(gòu)用取芯芯樣修正回彈法或超聲—回彈法測量結(jié)果。芯樣要反映回彈或“超聲—回彈”測區(qū)的情況芯樣數(shù)量按部位檢測不少于3個(gè)，按結(jié)構(gòu)或構(gòu)件不少于6個(gè)1n

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r,icu,in：芯樣抗壓強(qiáng)度0i1ffe0r,iccu,i：芯樣測區(qū)無損檢測方法計(jì)算強(qiáng)度值f

'f修正后的某測區(qū)混凝土強(qiáng)度值為混凝土超聲波測定儀混凝土試件澆注前智能混凝土超聲波檢測裝置樣機(jī)混凝土試件測試結(jié)果示例裂縫寬度觀測儀橋梁裂縫觀測系統(tǒng)現(xiàn)場記錄高解析度照片，通過專用計(jì)量軟件處理，可計(jì)算得出橋梁裂縫的寬度、長度。檢測精度≤0.02mm。系統(tǒng)由配有專門光學(xué)鏡頭的數(shù)碼相機(jī)和專用裂縫計(jì)量軟件處理包組成。測量距離可達(dá)25m。沖擊-回波測試儀沖擊回波是根據(jù)應(yīng)力波能夠在材料中傳播的原理設(shè)計(jì)的,基本的測試方法和超聲波相似。應(yīng)力波：使用轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的應(yīng)力波稱為脈沖回聲法;使用機(jī)械沖擊器產(chǎn)生應(yīng)力波稱為沖擊回波法。通過應(yīng)力波的強(qiáng)度和發(fā)生時(shí)間測定缺陷的程度和位置。射線檢測X射線γ射線紅外熱成像儀可用于快速掃描橋梁結(jié)構(gòu)開裂、缺陷、剝離、滲漏檢查等；測溫范圍：-20℃~800℃

溫度分辨率：0.03℃

波長：8~12μm

精度：±0.5%（F.R.S)每幅紅外熱圖具有多于76000個(gè)獨(dú)立的溫度測量點(diǎn)。通過內(nèi)置的高清晰度的取景器觀察紅外熱圖?？蛇x各種紅外光學(xué)鏡頭，包括望遠(yuǎn)、廣角鏡頭?？筛鶕?jù)不同的應(yīng)用要求選擇合適的鏡頭。聲發(fā)射技術(shù)聲發(fā)射技術(shù)基于這樣一個(gè)基本的認(rèn)識:大多數(shù)結(jié)構(gòu)材料在受力后出現(xiàn)諸如塑性變形、裂紋開裂、裂紋開展等微結(jié)構(gòu)損傷時(shí),就以聲波的形式釋放能量.它的優(yōu)點(diǎn)是可以對處于荷載作用狀態(tài)下的橋梁結(jié)構(gòu)材料和結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行檢測和監(jiān)測。預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件預(yù)應(yīng)力筋聲發(fā)射傳感器混凝土雷達(dá)檢測技術(shù)混凝土成像雷達(dá)

提供一種非破壞性的結(jié)構(gòu)的測定方法。在作業(yè)現(xiàn)場快速取得數(shù)據(jù)﹐獲得混凝土結(jié)構(gòu)圖像。應(yīng)用﹕混凝土板厚度估算鋼筋定位預(yù)應(yīng)力混凝土管道的探測混凝土結(jié)構(gòu)中缺陷及不均勻性的探測雷達(dá)檢測裝置3鋼筋銹蝕的評價(jià)技術(shù)混凝土的密實(shí)度、滲水性、含水量、含氯鹽量、碳化深度、保護(hù)層厚度不足和開裂等缺損，是導(dǎo)致鋼筋銹蝕諸多因素，反之，鋼筋銹蝕又促使混凝土進(jìn)一步破損。對鋼筋銹蝕的評定技術(shù)可分為直接評定和間接評定兩種。直接評定鋼筋銹蝕技術(shù)

預(yù)埋探測元件

線性極化電流測量

半電池電位測量

局部破損重量、質(zhì)量損失測量預(yù)埋式耐久性無損監(jiān)測傳感系統(tǒng)鋼筋銹蝕率測定儀鋼筋銹蝕半電池電位測量法工作原理：利用混凝土中鋼筋銹蝕的電化學(xué)反應(yīng)引起的電位變化來測定鋼筋銹蝕狀態(tài)的一種方法。半電池結(jié)構(gòu)示意圖混凝土中鋼筋銹蝕電位的檢測混凝土中鋼筋銹蝕電位可通過測量銅－硫酸銅參考電極與鋼筋－混凝土電極之間電位差確定。鋼筋銹蝕電位測量值的高低，可直接反映量測部位混凝土中鋼筋發(fā)生銹蝕的概率或鋼筋正在發(fā)生銹蝕的活動(dòng)性，其評判標(biāo)準(zhǔn)見下表。鋼筋銹蝕電位的評判標(biāo)準(zhǔn)間接評定鋼筋銹蝕技術(shù)

保護(hù)層測量

混凝土電阻率測量

氯離子含量測量

碳化深度測量

透氣性測量混凝土保護(hù)層厚度檢測根據(jù)測量部位實(shí)測保護(hù)層厚度特征值D

與其設(shè)計(jì)值D

的比ndne值，評判混凝土保護(hù)層厚度對結(jié)構(gòu)鋼筋耐久性的影響?；炷帘Ｗo(hù)層厚度對結(jié)構(gòu)鋼筋耐久性的影響評判標(biāo)準(zhǔn)混凝土電阻率的檢測混凝土的電阻率是控制混凝土中鋼筋銹蝕速率的因素之一，混凝土電阻率小，鋼筋銹蝕發(fā)展速度快。因此，測量混凝土電阻率可間接評判鋼筋的可能銹蝕速率。混凝土電阻率的檢測原理2dV

Iaaa電阻率測試儀式中

v——電壓電極間所測電壓探頭柄“電壓”探頭“電流”探頭I——電流電極間通過的電流混凝土d——

電極間距混凝土電阻率測試技術(shù)示意圖混凝土電阻率對鋼筋銹蝕影響程度的評判標(biāo)準(zhǔn)混凝土中氯離子含量的測定混凝土中的氯離子可誘發(fā)并加速鋼筋銹蝕，測量混凝土中氯離子含量可間接評判鋼筋銹蝕活化的可能性?；炷林械穆入x子含量，可采用現(xiàn)場按混凝土不同深度取樣，通過對樣品進(jìn)行化學(xué)分析的方法加以測定。測定結(jié)果須能反映氯離子在混凝土中隨深度的分布。根據(jù)鋼筋處的混凝土氯離子含量，可按下表評判標(biāo)準(zhǔn)確定其對鋼筋銹蝕的影響程度。氯離子含量對鋼筋銹蝕影響程度的評定標(biāo)準(zhǔn)混凝土中氯離子含量的測定（1）

取樣部位和原則結(jié)構(gòu)工作環(huán)境條件、質(zhì)量狀況有明顯差異的部位。（2）

取樣方法和數(shù)量分層收集每個(gè)測區(qū)鉆孔≥3個(gè)。鉆頭同一測區(qū)≥25g。（3）樣品的分析滴定條法混凝土粉末塑料袋試驗(yàn)室化學(xué)分析法鉆孔取混凝土粉末的方法混凝土碳化狀況的檢測?

鋼筋在混凝土內(nèi)處于堿性保護(hù)的鈍化狀態(tài)，混凝土碳化將造成鋼筋失去保護(hù)，當(dāng)外界條件成熟，鋼筋就會(huì)發(fā)生銹蝕。因此，檢測混凝土碳化深度可間接的評判鋼筋的可能銹蝕狀態(tài)。?混凝土碳化狀況的檢測可采用在混凝土新鮮斷面觀察酸堿指示劑反應(yīng)厚度的方法?；炷撂蓟疃葘︿摻钿P蝕及材料強(qiáng)度均有一定影響。評判時(shí)可取構(gòu)件的碳化深度平均值與該類構(gòu)件保護(hù)層厚度平均值之比，并考慮其離散情況，進(jìn)行評價(jià)。評判標(biāo)準(zhǔn)見下表?；炷撂蓟疃葘︿摻钿P蝕影響的評判標(biāo)準(zhǔn)4幾項(xiàng)專項(xiàng)檢測技術(shù)索結(jié)構(gòu)索力的測量

結(jié)構(gòu)恒載應(yīng)力的測量

預(yù)應(yīng)力筋定位及管道壓漿狀況檢測

預(yù)應(yīng)力損失的推測纜索、吊桿內(nèi)力檢測吊桿采

集

系統(tǒng)加

速

度傳感器結(jié)構(gòu)恒載應(yīng)力的量測結(jié)構(gòu)應(yīng)力含永久荷載（恒載）和可變荷載引起的兩部分應(yīng)力。

取芯釋放法

狹槽應(yīng)力恢復(fù)法

盲孔松馳加壓法“盲孔松弛—加壓法”原理：通過對構(gòu)件進(jìn)行鉆孔，使其表面應(yīng)力局部釋放；再從孔內(nèi)施壓，使孔邊產(chǎn)生已知的應(yīng)力迭加。用預(yù)先布置在孔邊的應(yīng)變片（花）測量出鉆孔前后產(chǎn)生的應(yīng)變增量（松弛應(yīng)變）及孔內(nèi)加壓前后產(chǎn)生的應(yīng)變增量(加壓應(yīng)變)；用檢測裝置的傳感器量出孔內(nèi)壓力，按照彈性理論，推算出原孔位處實(shí)際存在的應(yīng)力和彈性模量值。“盲孔松弛—加壓法”盲孔應(yīng)變片o圖1、單向應(yīng)力測量“盲孔松弛—加壓法”2盲孔應(yīng)變片o112圖2、已知方向的雙向應(yīng)力測量盲孔松弛—加壓法245應(yīng)變片盲孔45o112圖3、未知方向的雙向應(yīng)力測量預(yù)應(yīng)力筋定位檢測技術(shù)雷達(dá)測試過程雷達(dá)測試結(jié)果預(yù)應(yīng)力鋼筋壓漿飽滿度檢測

真空抽氣加壓法

沖擊回波法

X射線法

γ射線法

聲波法

探地雷達(dá)法沖擊回波法沖擊回波法測試過程經(jīng)過現(xiàn)場實(shí)測，用沖擊回波厚度成像的方法可以區(qū)分梁中砼孔道的灌漿完全密實(shí)和完全未灌漿兩種情況。X射線法計(jì)算機(jī)斷層成像技術(shù)，CT成像技術(shù)首先通過對三維物體的某一截面進(jìn)行掃描，采集與物體截面結(jié)構(gòu)相關(guān)的數(shù)據(jù)集合，然后再對這些數(shù)據(jù)集合根據(jù)一定的數(shù)學(xué)原理進(jìn)行逆運(yùn)算而獲取與物體截面結(jié)構(gòu)一一對應(yīng)的參數(shù)值，最后通過顯示技術(shù)從參數(shù)值來最終恢復(fù)物體的截面圖像。X射線照影圖聲波法對于預(yù)應(yīng)力混凝土管道壓漿質(zhì)量檢測也可采用聲波反射技術(shù)和聲波散射技術(shù)，對管道的壓漿飽滿程度進(jìn)行綜合評價(jià)。檢測方法里程編號超磁聲波反射法梁型長度T型梁20米檢測時(shí)間編號上行線3-1上1號鋼束（7股鋼絞線）1

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00

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81.00.80.60.40.20.0各股鋼絞線彈性波衰減曲線

0

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001234567891

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00鋼束壓漿包裹比例01234567891

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0波紋管壓漿密實(shí)性反演圖象01234567891

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0中2號鋼束（6股鋼絞線）1.00.81.00.80.60.40.20.0各股鋼絞線彈性波衰減曲線

0.60.40.20.0012345678910111213141516171819201

0

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00鋼束壓漿包裹比例01234567891

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0波紋管壓漿密實(shí)性反演圖象024681

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0下3號鋼束（6股鋼絞線）1.00.81.00.80.60.40.20.0各股鋼絞線彈性波衰減曲線

0.60.40.20.0012345678910111213141516171819201

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0波紋管壓漿密實(shí)性反演圖象01234567891

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6

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8

1

9

2

0經(jīng)檢測：鋼絞線連續(xù)完整無繃斷現(xiàn)象；

2號鋼束壓漿包裹比例均大于70%；1號鋼束

1.5～2m、18.5～19m鋼束壓漿包裹比例低于70%；3號鋼束

17.5～18m鋼束壓漿包裹比例低于70%。建議對鋼束壓漿包裹比例小于70%的部位進(jìn)行相應(yīng)工程處治。結(jié)論與建議探地雷達(dá)法

電磁波在空洞的上下表面分別反射，故在空洞位置所出現(xiàn)的兩波顏色較深，塑料對電磁波并不造成阻礙作用，所以對試件檢測的結(jié)果與混凝土既有橋梁的空洞檢測結(jié)果很類似；

探地雷達(dá)非常適用于塑料波紋管中管道灌漿情況的檢測，是一種方便、快捷、準(zhǔn)確的方法。橋梁下部結(jié)構(gòu)狀況診斷動(dòng)力法鉆孔取芯法水下攝影超聲相控陣檢測橋梁結(jié)構(gòu)水下基礎(chǔ)的超聲相控陣檢測超聲相控陣檢測技術(shù)原理通過控制換能器陣中各陣元的激勵(lì)（或接收）脈沖的時(shí)間延遲，改變由各陣元發(fā)射（或接收）聲波到達(dá)（或來自）物體內(nèi)某點(diǎn)時(shí)的相位關(guān)系，達(dá)到聚焦和聲束偏轉(zhuǎn)的效果,實(shí)現(xiàn)聲成像的技術(shù)。橋梁結(jié)構(gòu)水下基礎(chǔ)的超聲相控陣檢測檢測裝置橋梁結(jié)構(gòu)水下基礎(chǔ)的超聲相控陣檢測缺陷信號的采集及顯示橋梁健康監(jiān)測技術(shù)1.問題的提出

大量特大橋的建設(shè)處于交通關(guān)鍵樞紐，其運(yùn)營安全直接影響到交通的暢通

大量在用橋梁存在不同程度的隱患，需要及時(shí)掌握其安全狀況1.問題的提出跨越長江的橋梁共78座,其中拱橋17座,梁橋21座，斜拉橋24座,懸索橋16座。1.問題的提出跨越黃河的橋梁88座，其中拱橋9座，梁橋61座，斜拉橋3座，懸索橋15座。1.問題的提出跨海橋梁22座，其中梁橋11座，斜拉橋7座，懸索橋4座。1.問題的提出橋梁事故的社會(huì)危害大，影響惡劣2

目的

為養(yǎng)護(hù)管理提供決策依據(jù)

結(jié)構(gòu)安全預(yù)報(bào)警

行車安全報(bào)警

驗(yàn)證設(shè)計(jì)、施工3

系統(tǒng)的基本構(gòu)成

橋梁環(huán)境、荷載監(jiān)測

結(jié)構(gòu)特性參數(shù)監(jiān)測

結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)監(jiān)測

專項(xiàng)監(jiān)測

橋梁狀態(tài)評估引

橋

監(jiān)

測

子

系

統(tǒng)

所

需

監(jiān)

測

項(xiàng)

目引橋沉降引橋線形引橋動(dòng)

橋墩

關(guān)鍵

預(yù)應(yīng)力筋預(yù)應(yīng)力筋高墩區(qū)傾沖刷

截監(jiān)面力監(jiān)測

監(jiān)測

特性應(yīng)變

壓力

銹蝕

斜監(jiān)測測試測測測梯

形

陽

極

系

統(tǒng)車

輛

稱

重

系

統(tǒng)橋

塔

陰

極

保

護(hù)各

子系

統(tǒng)獨(dú)

立建

設(shè)完

成后

，數(shù)

據(jù)納

入健

康監(jiān)

測系

統(tǒng)風(fēng)

速

風(fēng)

向

監(jiān)

測環(huán)

境

溫

度

監(jiān)

測環(huán)

境

濕

度

監(jiān)

測大

橋工

作環(huán)

境監(jiān)

測杭

州

灣

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海

大

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全

監(jiān)

測

系

統(tǒng)鋼

管

樁

銹

蝕

監(jiān)

測系

統(tǒng)大橋

大橋

大橋橋墩關(guān)鍵截面拉索

拉索拉索安全橋梁

橋梁

箱梁

結(jié)構(gòu)沉降線形動(dòng)力沖刷狀況監(jiān)測索力銹蝕支伸縮縫監(jiān)測內(nèi)濕

溫度監(jiān)

監(jiān)測座狀況監(jiān)測度監(jiān)測

監(jiān)測

特性監(jiān)測

監(jiān)測測試測試航

道

橋

監(jiān)

測

子

系

統(tǒng)

所

需

監(jiān)

測

項(xiàng)

目4

系統(tǒng)建立中關(guān)注的問題系統(tǒng)分階段實(shí)施原則橋梁健康與安全監(jiān)控系統(tǒng)自身也有使用期及壽命的問題，而且由于系統(tǒng)大多使用電子設(shè)備，在惡劣環(huán)境中損壞的可能性更大；有些結(jié)構(gòu)部位參數(shù)在橋梁建成初期，也不會(huì)有明顯變化。因此可以根據(jù)橋梁的實(shí)際情況采取分階段實(shí)施的方案，這樣不僅可以節(jié)省費(fèi)用，還可以延長系統(tǒng)使用周期。4

系統(tǒng)建立中關(guān)注的問題

監(jiān)測系統(tǒng)自診斷功能傳感器在惡劣的環(huán)境中，穩(wěn)定性不易控制，而且有些傳感器的壽命不是很長，低于橋梁的使用壽命，因此在對信號進(jìn)行分析之前，必須對傳感器自身的健康狀況進(jìn)行分析。

在線監(jiān)測與定期檢查檢測相結(jié)合在線監(jiān)測所測試的參數(shù)有限，且測點(diǎn)較多造成系統(tǒng)過于龐大和復(fù)雜，也不一定能反應(yīng)橋梁結(jié)構(gòu)的全部情況，因此需將在線檢測和定期監(jiān)測相結(jié)合，在系統(tǒng)研發(fā)時(shí)應(yīng)給予考慮。

在線采集制度為了減少冗余信息，提高測試數(shù)據(jù)的可用性以及后續(xù)分析的效率，應(yīng)制定合理的采集制度（如定時(shí)間段采樣以及定閥值采樣）。

設(shè)備具有自檢和校準(zhǔn)功能包括自動(dòng)調(diào)零、自動(dòng)故障與狀態(tài)檢驗(yàn)、自動(dòng)校準(zhǔn)、自診斷等。智能