探究检测技术在道路桥梁工程中的应用论文_万军

万军

安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司 安徽 合肥 230000

摘要:近年来随着经济的快速发展,投入运营的道路与桥梁运营时间的逐年快速增长,投入运营的道路与桥梁数量的猛增,道路与桥梁工程破损、裂缝等现象越来越多,也越来越常见,道路与桥梁工程检测技术研究和发展也显得十分迫切。为此,本文主要探讨了探究检测技术在道路桥梁施工中的实际应用。

关键词:探究检测技术;道路桥梁;弯沉

一、道路桥梁检测技术概述

道路和桥梁工程检测是贯穿道路和桥梁建设,验收和运营的一个非常重要和不可或缺的过程。检测包括许多方面,例如原材料检测,施工过程质量控制,交付和完成验收,以及操作期间的监控和检测。常规检测的主要内容包括施工准备阶段的原材料检验和检验施工期间的施工检测,施工结束后,检查完成并验收,并在运营期间定期进行专项检查和检测。具体检测内容包括:施工前用于道路和桥梁施工的原材料,如钢,水泥,骨料,沥青,沥青混合料,桥梁支撑,锚固,钢绞线等等;施工期间路桥平整度测量,桥梁施工检测,路基压实试验,地基承载力试验,基桩完整性试验;施工完成后的静载试验,路基路面挠度试验等路面和桥梁性能。此外,道路和桥梁工程检查项目因道路和桥梁的地理位置,建设水平和建设规模以及所使用的结构形式和材料而异。因此,必须根据实际情况和相关标准规范进行必要的试验。

二、道路桥梁检测技术应用

2.1 无线电检测技术

无线电探测技术主要用于探测裂缝和裂缝的深度和大小的存在与否,以确定建筑内部损坏的严重程度。由于过往车辆的载荷,道路桥梁将反复发生非周期性影响,会发生损坏,导致裂缝出现并逐渐扩大。随着裂缝扩大,能量被释放并且产生应力波,并且发射的无线波可以被装置接收。主要原理是将传感器放置在项目的不同部分,并分析传感器接收的无线电波以确定缺陷的细节。经过无线电检测技术能知道裂缝的准确位置,然后通过波信号的强弱来判断裂缝的损坏程度。

南京某桥梁工程施工中,就运用了此项技术。此工程因为混凝土保养及质量的问题,桥面会出现大小和深度不一的裂缝,如果桥面裂缝较大非常明显时,可以用肉眼观测,但是有的裂缝是肉眼无法观测的,这时候就必须用到无线电检测技术。该技术使用起来很方便,而且能很准确的检测桥面受损伤的情况。

2.2 光纤检测技术

光纤检测技术是上世纪70年代后期发展开发起来的一项新技术,它的应用范围十分广泛,可以测量压力、温度、电流、电压等多种信息,并且有许多光纤传感器的衍生物。该项技术的原理是发射散射光,光纤传感器接收信号以确定缺陷位置处的应力集中和实际应变,从而准确地确定缺陷位置的大小和分布。光纤传感器的特征在于光纤传感器的光学表面不使用电作为敏感信息的载体,并且光纤表面不用作金属线。传感信息介质具有直径大,灵活,体积小,质量小,灵敏度高,响应快,抗电磁干扰能力强等特点。超高电气绝缘,低能耗,低成本,易于实现分布式和准确分布式检测,信息传输和传感集成的功能包括宽带和高数据传输速率,以及高温和耐腐蚀性。光纤检测技术虽然在道桥检测中的形式很乐观,但是其价格较贵,适用性有限,所以目前还有条件的推广。

2.3 自感应检测技术

自感应检测技术预埋式检测方法在路桥施工中非常普遍,可以适应各种环境。该技术的原理是通过检测公路桥内的离子电导率以及该变化对建筑物内部应力的影响来确定内部结构是否已经改变。以及这种变化对建筑内部应力所产生影响的大小。

南京某桥梁工程施工时,需要分析应力大小及应力分布变化,以此来确认产生的问题和状态。检测人员将自传感器安装在建筑物内部,通过分析离子含量的变化从而分析建筑内部结构的变化。自传感器的优点很多,例如成本低、安装简单、和具有优良的准确性等等,所以在道路桥梁建设施工中广泛应用,对建筑结构的复杂性和多样性没有强制的限制。

2.4 冲击波检测技术

道路和桥梁建设的内部探索是非常重要和必要的,要做到对建筑结构没有影响。在不损害道桥质量和结构强度的前提下,检测其内部情况,常用到的检测技术是冲击波检测技术。该技术的原理是当结构内部发生损坏时,脉冲波被反射出来,检测仪器在接收到冲击波后分析冲击波,以确定建筑物的实际变化。以这种方式,根据构造方案判断是否存在中空现象,并且可以分析裂纹扩展和扩散,但是这种测量也具有不足之处。即在测量过程中注重单点测量,综合测量建筑结构需要较长时间,需要运用新的技术进行补充、完善。

2.5 激光检测技术

道路和桥梁的建设具有复杂多样的特点,传统的接触测量技术难以实现某些部件的变形和位移指数。使用非接触式激光检测技术可以克服这些检测的困难。而这种检测技术还可以引入三维坐标技术,实时动态的监测建筑物的整体情况,了解施工过程中施工项目的沉降或者微小结构的形变,方便对比参考。

三、某道路激光检测弯沉工程实例

用激光进行路基路面检测,目前有弯沉测定与平整度测定等领域。

柔性路面在荷载作用下会产生竖向变形,在荷载作用撤销后变形会恢复,能够恢复的那部分变形量就是弯沉。它是直接反映路面强度的一个重要指标。如果弯沉值过大,其变形也就越大,路面各层也就容易开裂。弯沉值过大,其原因一般与路面各层的材料性质,厚度,整体性,压实度等影响因素有关,还与气候条件有关,雨季会偏大。一般路基顶层弯沉值为300-400(0.01mm)。路面面层为30-60(0.01mm)。

1、某工程概况

黄山市休宁县境内某二级公路,路线起点位于海阳镇下汶溪村,途经芳干、东洲,终点位于休宁县商山镇浮潭村,全长15.661Km.。其中K4+669~K5+120、K7+753.5~K8+035段为水泥混凝土路面,其余路段为沥青混凝土路段,路基宽度为8m。近年来,随着黄山旅游业和周边区域的发展,该路线交通量迅速的增长,现状沥青及水泥混凝土路面出现不同程度病害,局部路基出现坍塌和沉降,部分路段出现路面渗水等现象,通行能力和服务水平显著下降。因此根据实际情况,对此公路进行养护之前需要弯沉值检测。

2、测定路基路面弯沉试验

2.1 激光弯沉测定仪工作基本原理

2.3贝克曼梁法弯沉检测

检测值详见表1。

2.4 本工程弯沉测量分析

旧沥青路面主点弯沉平均值:激光法测量平均值为46.64(0.01mm),代表值为75.27(0.01mm);贝克曼梁法测量平均值为46.7;代表值为75.3(0.01mm);

激光弯沉仪是目前最先进的弯沉测量仪器,测量时与地面是非接触的方式,依靠光线作为臂长,可以射得很远,由于激光发射角窄,光点小而红亮,10m之远仍清晰可见。相比于贝克曼梁法,激光法测量弯沉读数更稳定,精度更高,且操作简易。贝克曼梁测定弯沉基本上是静态弯沉,与汽车荷载作用下的实际情况有所不同,所以误差相对较大。测量对比没有采用落锤式弯沉仪测量,待今后比较。

结语

根据以上的描述可以知道,道路和桥梁工程检测是评估道路与桥梁施工质量和运行及结构的重要手段。近些年来,随着计算机技术、传感器技术和网络传输技术的发展,让路桥相关的检测技术取得了非常重大的进步。人为干扰因素在检测过程中变得越来越小,并且增加了检测效率和检测的准确性。道路桥梁工程检测是一项非常复杂而又系统化的工作。道路与桥梁损害检测的认知,结构损害状态的评估和损伤对结构安全的影响已经成为道路与桥梁检测技术研究发展必须突破的瓶颈。此外,在道路与桥梁检测技术研究发展的过程中,检测相关规范和技术要求标准也要相对同步,否则也会影响了道路与桥梁检测技术的健康发展。

沥青混凝土路面弯沉测量值

序号起讫桩号弯沉平均值K(0.01mm)弯沉代表值Kr(0.01mm)

参考文献

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论文作者:万军

论文发表刊物:《防护工程》2018年第25期

论文发表时间:2018/12/5

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