公路工程检测技术课件

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1、公路工程检测技术公路工程检测技术 一、抗滑性能检测 二、沥青路面渗水、车辙检测 一、抗滑性能检测一、抗滑性能检测 ? 路面抗滑性能：指车辆轮胎受到制路面抗滑性能：指车辆轮胎受到制 动时沿表面滑移所产生的力。 ? 抗滑性能检测方法：制动距离法、偏转轮拖车法、摆式仪法、构造深度测试法（手工铺沙法、电动铺沙法、激光构造深度仪法）。光构造深度仪法）。 （一）摆式仪测定路面摩擦系（一）摆式仪测定路面摩擦系数数 摆 式 仪 方法与步骤：方法与步骤： 1、准备 （1）调整 湛江海湾大桥湛江海湾大桥 夷陵长江大桥夷陵长江大桥 香港汲水门大桥香港汲水门大桥 （二）手工铺沙法测定路面构造深度：（二）手工铺沙法测定

2、路面构造深度：人工铺沙仪：圆通、推平板、刮平尺人工铺沙仪：圆通、推平板、刮平尺 量沙、量尺（钢板尺、钢卷尺） 装沙容器（小铲）、扫帚或毛刷、挡风板。 方法与步骤：方法与步骤： 计算： 二、沥青路面渗水、车辙的测试：二、沥青路面渗水、车辙的测试：（一）沥青路面渗水系数测试： 路面渗水仪 方法与步骤： （二）、沥青路面车辙测试：（二）、沥青路面车辙测试： 路面横断仪 方法与步骤： (6) 分析计算 全结构仿真分析模型详尽、复杂，计算工全结构仿真分析模型详尽、复杂，计算工作量浩大，计算软硬件要求高。一般可用大作量浩大，计算软硬件要求高。一般可用大型商用程序为核心，再进行必要的二次开发，实现全结构仿真

3、分析。因为这些大型商用程实现全结构仿真分析。因为这些大型商用程序单元库全面、材料类型丰富、图形用户界序单元库全面、材料类型丰富、图形用户界面便捷，可以胜任大型结构的仿真分析任务，如如ANSYS、ADINA、SAP2000等。等。 2.1 大型深水基础施工技术 大直径管桩大直径管桩 大型围堰大型围堰 大直径钻孔桩 大型沉井大型沉井 2.2 无支架施工技术 悬臂浇筑 悬臂拼装悬臂拼装 缆索吊装 转体施工 2.3 大型施工设备 大型起重机大型起重机 架桥机架桥机 造桥机造桥机 大型钻机大型钻机 打桩机 2.4 精确的制造或预制技术 钢结构制造 混凝土节段或构建预制 2.5 施工控制技术 施工预测 施

4、工监测 误差分析与识别 模型修正及再预测 3.1 桥梁长期健康诊断技术 大型混凝土结构的服役期长达几十年大型混凝土结构的服役期长达几十年甚至上百年，因传统方法和技术不能及时对结构状况进行监测和评估，重大灾难性事故累有发生，造成了巨大的经济损失和事故累有发生，造成了巨大的经济损失和社会影响。 近年来，国内外大型结构垮塌事件频繁发生。繁发生。 2001年11月7日宜宾金沙江南门大桥垮塌。该桥使用十年未曾检测一次，根本不知该桥的健康状况,后因吊杆严重锈蚀引起突然断裂，造成桥面垮塌。 2004年9 9月8 8日成温公路三渡水大桥垮塌 2004 2004年6 6月1010日辽宁盘锦田庄台大桥垮塌。 本桥

5、仅二十八年的服役，长期超载造成一定的损伤积累，因没有实施监测，无法评定损伤程度，在偶然超载时引发垮塌。 2004年5 5月2323日法国戴高乐机场候机大厅垮塌 据统计: 近年来，国内外重大建筑坍塌 120多起 仅前20起，死亡人数达1648人 (不包括类似911的恐怖破坏) 仅韩国三丰大厦一次死亡就多达 458人 这些建筑物垮塌造成无法估量的经济损失和人民生命财产损失，其社会影响特别巨大。 因此，对结构进行长期健康监测，“时时”掌握结构的健康状态，避免发生重大灾难性事故是非常必要的，也是工程界和各国政府急需解决的重点和难点问题。 技术问题 监测目的与监测系统设计原则 监测内容和测点优化布置 监

6、测仪器设备 信息采集与处理 数据分析与利用 健康诊断(损伤识别和状态评估) 康复技术 3.2 既有桥梁评估与加固技术 既有(在役、旧)桥梁无损检测 红外热像仪 功能与特点：检测温度及温度场分布，通过材料表面的热传 导过程分析,得出不均匀性和结构缺陷的资料。 温度测量范围从-402000、热灵敏度高达0.03。 地面透视雷达地面透视雷达 功能与特点：用于路面、桥面板、隧道、混凝土、钢筋保护层等检测。 地质环境检测地质环境检测 隧道衬砌检测隧道衬砌检测 管线位置检测 美国纽约Penetradar公司 http:/ 超声波与磁分析仪超声波与磁分析仪 超声检测仪可测试以下参数： * 混凝土的均一性 *

7、 凹坑、裂缝、火烧或霜冻后引起的缺陷 * 弹性模量 * 混凝土的强度 英国PUNDIT产品 精度：0.1 MPa 瑞士PROCEQ公司TICO混凝土检测仪 钢筋混凝土测试仪：确定混凝土中钢筋的位置和走向，测量钢筋上混凝土覆层厚度，自动测量钢筋的直径。 深度测量0150mm，钢筋直径450mm ；测量误差 厚度1(1mm+2%读数)；钢筋直径1 * *混凝土材料力学参数测试； *结构混凝土强度及缺陷监测； *裂缝深度检测； *表面损伤层厚度检测 *声波透射法监测基桩完整性； 采用感应磁场，用于表面和近表面缺陷的检测，发现材料缺陷。 焊接裂纹、疲劳裂纹等检测。 裂纹热像探测仪裂纹热像探测仪 主要有

8、： 日本TVS2000、TVS100 美国PM250 瑞典AGA THV510、550、570 桥梁评估 承载能力评估 使用性能评估 耐久性评估 桥梁加固 加固技术 加固材料 加固工艺 荷载试验法：包括静载试验和动载试验两种。 静载试验法：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，测试桥梁结构的控制部位与控制截面在荷载作用下的应变、挠度变形、裂缝及开展情况、横向分布系数、墩台变形等特性变化，将测试结果与结构理论计算值及规范的允许值作比较，从而评定出既有桥梁的承载能力。 动载试验法：通过桥上汽车的跑车、跳车、刹车动载激振，测试桥梁结构上各控制部位的频率、振幅、阻尼及冲击系数等动态参

9、数，分析这些测试结果并与相应的计算值相比较，进而评定承载能力。 以实桥缺陷的经验评定法以实桥缺陷的经验评定法 通过结构一系列缺陷与病害观测，与以往经验的判断分析和有关规范的对照比较来评定承载能力的大小。 我国公路部门对双曲拱桥这种桥式，总结出了用缺陷评定承载能力的初步方法。 一般地讲，这种评定方法必须针对每一种桥式做出相应的评定指标。并且需要大量的经验和试验来说明评定指标的可行性。 实物调查比较法：实物调查比较法：由实际交通情况来鉴定桥梁由实际交通情况来鉴定桥梁承载能力的动态求法。承载能力的动态求法。 具体作法是：对被鉴定桥梁进行长期的观测，具体作法是：对被鉴定桥梁进行长期的观测，根据桥梁通过

10、的车辆荷载，并测定车辆通过时桥梁各主要部位的挠度、应变、应力、裂缝开展情况等数据。然后，对这些数据（车辆种类、载重及其对应的挠度、应变、应力等）进行系统分析，从而得出桥梁可以承受的荷载等级。 该法与实际情况比较符合，评定出的承载该法与实际情况比较符合，评定出的承载能力与实桥很接近。但是，由于其工作量太大，耗时太长，在实际中应用尚存在一些困难。耗时太长，在实际中应用尚存在一些困难。 基于专家经验的方法：基于专家经验的方法：典型代表是特尔菲法，它是通过无记名方式，函询各专家的意见，经过多次的反馈和处理，取得一致的结论。专家系统评定方法就是利用具有相当于专家知识和经验水平的计算机系统对桥梁进行评定。

11、 国内外对于专家系统在桥梁评定中的应用做了很多研究，开发了一些比较成功的专家系统。如：日本京都大学和大阪大学开发的“钢筋混凝土损伤评定专家系统”。我国同济大学开发的“桥梁安全性与耐久性评定的神经网络专家系统”。将此法用于桥梁评定或作为评定的辅助手段，是有可能的。 分析计算法：分析计算法：是国内外评定桥梁承载能力的主要方法。 经验系数法：经验系数法是以桥梁原有设计荷载等级为基础，同时考虑各种影响因素，折算求出桥梁承载能力的方法。 关键是各种系数较难确定，故此法采用的不多。 近似公式法：以验算桥梁主要受力构件断面尺寸评定的方法。 该法简单、方便，但是只能用于初步估计桥梁的承载能力。其缺点是不能考虑

12、桥梁的缺陷，也就是说该法对既有桥梁的实际承载能力无法评定。 设计理论计算法：设计理论法主要是根据实测材料性能、结构几何尺寸、支撑条件、外观缺陷及通行荷载，按照桥梁结构的设计理论来评定承载能力。通常以“鉴定系数”来评定承载能力，实际上按照规范方法的再计算。 非线性理论法：根据桥梁的损伤状态，综合考虑几何非线性和材料非线性性质，在进行合理而又系统的计算之后，对其承载能力做出比较切合实际的评定。比较精确，大有前途的，不足之处是该法比较复杂，无论是在理论上还是在操作上，相对于前述的各种方法都困难。 基于结构可靠度理论的方法：可靠度用于桥梁结构体系的研究还不成熟，因此，对既有桥梁的承载能力和正常使用可靠

13、度研究难度较大，虽然在理论上是可行的，实际操作时困难重重。特别是桥梁的时变可靠度研究，未知参数更多，目前还未有切实有效的分析方法可供使用，有待研究。 外粘钢板加固技术：运用高强建筑结构胶将钢板粘贴于混凝土构件的外表面，补充构件内部的配筋不足，以达到加固补强的目的。 可动荷加固、抗震加固、钢结构加固、混凝土梁端部锚固等。混凝土结构加固技术规范（CECS25：90） 外粘纤维布加固技术：纤维布具有强度高、重量轻、耐腐蚀和抗疲劳等优异物理学性能,以及良好的粘合性和广泛的适用性，用碳纤维布取代钢板加固混凝土结构是近几年来国际上兴起的一门新技术。碳纤维片材加固混凝士结构技术规程。 柱外包粘钢加固技术：将

14、角钢、钢板箍通过胶栓和灌注高强无机粘结材料与原混凝土柱可靠地连结成一个整体，该方法在新增角钢截面提高柱子承载力的同时，还因新增钢板箍的横向约束作用，因而可以大幅度提高柱子的承载力。 植筋技术：将钢筋植入混凝土结构，相当于结构体加上了预埋钢构件。植筋用WSJ建筑结构胶抗腐蚀、耐老化、粘结强度远大于混凝土强度。可在扩大基础、加层改造、新老混凝土连接中植筋。 微细裂缝灌浆技术：对结构中出现缝宽0.05mm的裂缝，可以灌浆密实，灌浆后的混凝土结构可完全恢复其整体性，再受破坏时，新的裂缝将不在原裂缝断面。 深层裂缝灌浆技术：深层裂缝灌浆技术：对结构中出现的内部深层裂缝进行灌浆补强处理与渗透水止漏，恢复结

15、构整体性。目前灌浆处理中最深裂缝达2m。 混凝土结构防腐技术：混凝土结构防腐技术：采用浸入型混凝土防护涂料，浸入碳化层，固化成一个高强防护层，能有效地防护混凝土。对混凝土表面保护层剥落、箍筋、主筋都锈断的严重腐蚀结构进行加固与重防腐有良好的可靠性与耐久性。 新老混凝土界面连接：新老混凝土界面连接：将WSI界面粘结剂涂刷在经过处理的老结构外表面，可使后浇的表层新混凝土凝固后在界面形成牢固的粘结。该项技术在必要时可与植筋锚固技术联合使用，效果更好。 3.3 数字化桥梁管理系统 桥梁管理是指主管部门辖区内已建成桥梁的维护、功能改进和重建决策。 桥梁管理的对象为辖区内的所有桥梁资产。 桥梁管理的目的则

16、是合理使用资金，保障桥梁使用安全，满足桥梁使用要求。 桥梁管理系统是桥梁结构知识、计算技术、信息技术以及运筹学、经济学等知识综合运用于桥梁管理的产物。BMSBridge Management System。 比较著名的桥梁管理系统：比较著名的桥梁管理系统： 桥梁管理系统最早出现在美国，由AASHTO提供支持的Pontis。 欧洲桥梁管理系统Brime由英国、法国、德国、西班牙、挪威以及斯洛文尼亚六国研究。 我国由国家经贸委和交通部联合开发了中国公路桥梁管理系统(简称CBMS)。 上海市和重庆市分别建立了各自的桥梁管理系统，是基于地理信息系统平台开发的。 CBMS功能一览 CBMS评价指标体系 CBMSCBMS已推广到全国各个省市。已推广到全国各个省市。 大跨度桥梁的设计理论 大跨度桥梁的静动力分析(静力及模态) 桥梁结构的静力稳定性分析(屈曲及后屈曲) 桥梁结构的动力稳定性分析(分叉、馄饨) 桥梁非线性分析理论与方法(几何、材料性) 车桥耦合振动理论与方法 桥梁风致振动 桥梁抗震 桥梁健康诊断 桥梁深水基础 组合结构理论与分析 既有桥梁评估 桥梁加固 城市桥梁设计与施工 桥梁施工计算理