基于无损检测技术的连续箱梁桥检测评估及加固方案优化研究

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1、成像检测桥梁混凝土层的损伤，利用磁漏摄动检测钢索、钢梁和利用地质雷达探测混凝土内部的钢筋等。随着振动实验模态分析技术的发展，运用振动测试数据进行结构动力模型修正理论得到了充分的发展，为桥梁结构的安全检测开辟了新的途径【9l。国内外桥梁、土木、机械等各领域的科学家提出了许多检测和分析方法进行桥梁的安全性能评估和预报。随着计算机和科学技术的快速发展，人工智能将广泛地运用在各类桥梁结构的检测试验和分析上，为桥梁结构的施工质量性能做出更准确的评价。同时，学科交叉的现象日益普遍，特别是将一些高新技术的最新研究成果应用于桥

2、梁无损检测技术的研究，必将推动该技术的飞速发展，这也是值得我们关注的一个方向。可以预见，现代传感技术和无线遥测技术的结合应用将为桥梁结构创造出杰出的无损自检测系统，最终使无损检测技术融入桥梁健康监测系统之中，使之与现代意义上的桥梁管理系统(BMS)、智能监测与评估系统有机的统一起来⋯1。基于振动的损伤识别方法己在机械、航空、航天、造船、车辆等方面得到广泛的应用，但在桥梁工程结构方面还需进一步地研究与完善。智能损伤识别方法如专家系统、小波分析与神经网络等虽然刚刚起步，但它强大的信号处理及分类学习能力，使其己成为研

3、究的热点与最新发展动向⋯J。我国在桥梁检测评估方面工作始于“七五”期间，由交通部公路科学研究所与北京市公路局共同开发建立了北京市公路桥梁基本数据库，并在此基础上合作完成了《公路桥梁使用功能评定方法》。l988年我国交通部公路局公布试行《公路旧桥承载能力评定办法》，l999年交通部在1988年试行办法的基础上，修订编制《公路桥梁承载能力检测评定规程(报批稿)》。当时给定的评价方法也多采用经验方法或给出简单的定性说明，或根据桥梁缺损和病害特征归类分级，使得应基于概率论的桥梁状态评估缺乏应有的理论依据。随着建设部颁发

4、的《铁路工程结构可靠度设计统一标准》(1994)，《公路工程结构可靠度设计统一标准》(1999)的颁布实施，以及各高校逐步开始的桥梁结构可靠性理论研究，逐步推动了桥梁结构评估向更科学的方向发展。1．2．2桥梁加固研究现状和发展趋势随着我国建设事业的不断发展，我国的桥梁建设也取得了巨大的成就；但是就整个公路网络而言，桥梁是确保公路畅通的咽喉，其承载能力和通行能力是沟通全线的关键，但不少桥梁出现了一定的桥梁病害。对公路交通的畅通构成了阻碍。究其原因主要有以下几点⋯l：41．桥梁使用周期内的老化失效；2．由于施工质量

5、问题造成的隐患所引起；3．早期的桥梁设计荷载标准偏低；4．早期桥梁设计理论及计算精度与现阶段有差别；5．桥梁运营后的健康检查、养护及管理上的不足；6．活载超标运营现象造成的桥梁超负荷工作；．．7．交通流量的不断增加造成的桥梁通行能力不够；8．自然灾害造成的损伤。从我国基本建设投资来看，由于资金的短缺，除了进行一定数量的新桥建设外，在有效维修加固的基础上，充分的利用现有旧桥已经成为我国公路桥梁建设的重要一环。我国交通部早在“六五"和“七五"期间的重点科研项目计划中就安排了一定数量的研究课题。大量的试验研究工作表明

6、：适当的加固补强和拓宽措施，对恢复和提高旧桥的承载能力及通过能力，延长使用寿命，并满足现代交通运输的新要求是完全可行的，同时，可以节约大量的建桥资金，社会经济效益可观。统计表明，一般情况下，拱桥的加固费用仅为改建新桥费用的20％．3O％，梁式桥约为lO％．25％。桥梁的加固改造问题是一个世界各国工程界普遍关注的课题，在一些发达国家，早已将桥梁技术研究的重点转移到了旧桥的加固改造方面。在1981年4月，由联合国经济合作与发展组织主持召开丁关于“道路桥梁维修与管理’’的会议，并提出以下六个方面的问题要求加以研究【I

7、ll：1．如何正确评价现有桥梁的实际承载能力与安全度的问题；2．如何及早地检查发现桥梁产生的损坏及异常现象，正确地鉴定结构物的损坏程度，从而采用合理的维修加固方法问题；3．桥梁损坏与维修加固的实际应用问题：4．桥梁维修加固技术，即采用维修加固新的技术与方法问题；5．桥梁设计与维修管理的关系，即如何把维修加固中发现的问题放到今后桥梁设计上进行考虑；6．桥梁维修加固的未来展望，即维修加固方法将来会怎样发展，如何提出更合理的维修管理方法与策略的问题。在欧美及一些发达国家，对于桥梁维修加固的研究一直都没有中断过，并取得

8、了一定的成果。许多新材料、新方法在桥梁加固中得到了广泛的应用，如采用苯乙烯一丁二烯乳胶改性混凝土可以用于修复桥面铺装；通过对外贴钢板加固技术进行模型试验和理论分析，指出了粘贴钢板效果随原梁的配筋率不同而不同；美国通过对外贴碳纤维复合板加固5钢筋混凝土粱的试验研究指出：FRP板与钢筋混凝土之间的粘结是影响加固效果的主要因素等【12l。在我国，旧桥的加固改造始于80年代，并颁布了由交通部第