一種裝配式橋梁整體性快速檢測方法
【專利摘要】一種裝配式橋梁整體性快速檢測方法，用于裝配式板橋或梁橋，裝配式板橋或梁橋包括并列的若干預(yù)制板或梁，相鄰的預(yù)制板或梁之間設(shè)有梁間接縫，采用的檢測裝置包括振弦式應(yīng)力應(yīng)變測試元件、連接線、接線盒和動態(tài)信號采集設(shè)備，振弦式應(yīng)力應(yīng)變測試元件通過連接線依次與接線盒和動態(tài)信號采集設(shè)備連接；本發(fā)明提供的方法在建造裝配式橋梁或者鉸縫大修時(shí)預(yù)埋振弦式應(yīng)變計(jì)，成橋或維修過后測試初始狀態(tài)，分析出各個(gè)測點(diǎn)的基頻，此后只需定期打開接線盒連接動態(tài)信號測試儀，獲取動態(tài)信號，分析出各個(gè)測點(diǎn)的基頻，縱向?qū)Ρ扰卸蛄赫w受力性能的變化情況。
【專利說明】一種裝配式橋梁整體性快速檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及橋梁工程【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及裝配式橋梁養(yǎng)護(hù)管理過程中，對其上部結(jié)構(gòu)整體受力性能的檢測與鑒定的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在我國道路運(yùn)輸快速發(fā)展的形勢下，各級各類公路建設(shè)也得到迅速擴(kuò)展。其中所含各類型橋梁中，裝配式簡支橋梁是主要的橋型之一。這種裝配式橋梁采用先預(yù)制上部結(jié)構(gòu)后現(xiàn)澆混凝土連接的組裝方式，現(xiàn)澆連接的可靠性決定著橋梁運(yùn)營過程中是否能夠整體受力，也是橋梁維修養(yǎng)護(hù)的重點(diǎn)。
[0003]目前，對于裝配式橋梁整體受力狀況的監(jiān)測與檢測鑒定，尚無直接可靠的快速監(jiān)測方法。大多是通過觀察橋面鋪裝層的完整性、采用車輛靜、動載試驗(yàn)檢測各預(yù)制構(gòu)件的變形的方法，輔以檢測人員的經(jīng)驗(yàn)加以綜合判定。動、靜載試驗(yàn)均需專門的撓度測定設(shè)備、拾振器和加載車輛，成本高、耗時(shí)長、需要中斷交通完成測試，影響線路通行，因而橋梁定期檢查主要依靠人工檢查鋪裝完整性和鉸縫滲漏情況進(jìn)行判斷，效率低、主觀性強(qiáng)，只有橋梁損失較嚴(yán)重時(shí)，相關(guān)部分才安排動、靜載試驗(yàn)，此時(shí)獲得的數(shù)據(jù)為一次性數(shù)據(jù)，不連續(xù)也不能實(shí)現(xiàn)橋梁本身狀態(tài)的對比，只能通過實(shí)測值和理論值或經(jīng)驗(yàn)值相比較判斷橋梁整體受力情況，但這樣的話，檢測費(fèi)用高、耗時(shí)長，不夠科學(xué)。因而傳統(tǒng)的檢測工作效率低、檢測成本高、全面性差、不能實(shí)現(xiàn)橋梁整體受力的動態(tài)監(jiān)控。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種裝配式橋梁整體性快速檢測方法，獲得橋梁各預(yù)制構(gòu)件和橋梁整體的振動頻率，實(shí)現(xiàn)長期的可靠監(jiān)測與檢測。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種裝配式橋梁整體性快速檢測方法，用于裝配式板橋或梁橋，裝配式板橋或梁橋包括并列的若干預(yù)制板或梁，相鄰的預(yù)制板或梁之間設(shè)有梁間接縫，采用的檢測裝置包括振弦式應(yīng)力應(yīng)變測試元件、連接線、接線盒和動態(tài)信號采集設(shè)備，振弦式應(yīng)力應(yīng)變測試元件通過連接線依次與接線盒和動態(tài)信號采集設(shè)備連接；
第一步，在裝配式橋板或橋梁上部預(yù)制構(gòu)件安裝完成后，在現(xiàn)澆接縫中沿縱向安裝振弦式應(yīng)力應(yīng)變測試元件；振弦式應(yīng)力應(yīng)變測試元件安裝在裝配式橋板或橋梁跨中區(qū)域，根據(jù)跨度情況，沿縱向在每條現(xiàn)澆接縫內(nèi)的測試元件數(shù)量不少于3個(gè)，振弦式應(yīng)力應(yīng)變測試元件之間間距為廣3m ;振弦式應(yīng)力應(yīng)變測試元件為振弦式鋼筋應(yīng)變計(jì)或振弦式混凝土應(yīng)力計(jì)；現(xiàn)澆接縫中沿縱向安裝振弦式應(yīng)力應(yīng)變測試元件，具體為:在縱向鋼筋上，采用綁扎或者串接的方式安裝振弦式鋼筋應(yīng)變計(jì)，或者沿縱向安裝振弦式混凝土應(yīng)力計(jì)；
第二步，成橋后通車狀態(tài)下，進(jìn)行聯(lián)機(jī)監(jiān)測測試，根據(jù)動態(tài)信號采集設(shè)備采集的數(shù)據(jù)，通過信號處理和快速傅里葉轉(zhuǎn)換譜分析，獲得橋梁建成后的橋板或橋梁各預(yù)制構(gòu)件和橋梁整體的振動頻率； 第三步，在橋梁運(yùn)營養(yǎng)護(hù)過程中，定期或不定期進(jìn)行聯(lián)機(jī)監(jiān)測，通過信號處理和快速傅里葉轉(zhuǎn)換譜分析，獲得橋板或橋梁各預(yù)制構(gòu)件、橋板或橋梁整體的振動頻率；根據(jù)需要隨時(shí)檢測并進(jìn)行橋板或橋梁及各預(yù)制梁固有頻率的對比分析，判別橋板或橋梁的整體受力狀況。
[0006]現(xiàn)澆接縫指空心板的鉸縫或箱梁的濕接縫或T梁的濕接縫。
[0007]動態(tài)信號采集設(shè)備為動態(tài)信號采集儀。
[0008]連接線為屏蔽型連接線。
[0009]接線盒設(shè)置在橋側(cè)面或者橋墩墩頂。
[0010]本發(fā)明的快速檢測方法是在裝配式橋梁預(yù)制梁的現(xiàn)澆接縫(空心板的鉸縫、箱梁或T梁的濕接縫)中沿縱向安裝振弦式應(yīng)力應(yīng)變測試元件(在縱向鋼筋上安裝振弦式鋼筋應(yīng)變計(jì)，或者沿縱向安裝振弦式混凝土應(yīng)力計(jì))，采用動態(tài)應(yīng)變儀檢測記錄各測試元件在成橋時(shí)和運(yùn)營期間的動態(tài)變化數(shù)據(jù)。采用快速傅里葉轉(zhuǎn)換譜分析方法，獲得橋梁的各預(yù)制梁和整橋的固有振動頻率。以成橋時(shí)橋梁動態(tài)測試結(jié)果為基礎(chǔ)，通過比對運(yùn)營期內(nèi)的橋梁動態(tài)測試結(jié)果，可分析判斷橋梁的整體受力性能。
[0011]本發(fā)明提供的方法在建造裝配式橋梁或者鉸縫大修時(shí)預(yù)埋振弦式應(yīng)變計(jì)，成橋或維修過后測試初始狀態(tài)，分析出各個(gè)測點(diǎn)的基頻，此后只需定期打開接線盒連接動態(tài)信號測試儀，獲取動態(tài)信號，分析出各個(gè)測點(diǎn)的基頻，縱向?qū)Ρ扰卸蛄赫w受力性能的變化情況。整個(gè)測試過程中無需中斷交通和安裝傳感器，在正常通車運(yùn)營情況下，就可以采集動態(tài)信號，通過快速傅里葉變換獲得基頻。因而，本發(fā)明的方法投入成本低，測試無需中斷交通，可高效地實(shí)現(xiàn)橋梁整體受力狀態(tài)的連續(xù)監(jiān)控，為橋梁健康狀態(tài)評估提供可靠依據(jù)，且便于動態(tài)掌握橋梁整體受力性能變化情況。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
1、本發(fā)明采用先進(jìn)可靠的振弦式鋼筋(混凝土)應(yīng)力計(jì)，預(yù)先安裝于裝配式橋梁上部結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆接縫內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了長期的可靠監(jiān)測與檢測目標(biāo)。
[0013]2、本發(fā)明采用橋梁實(shí)時(shí)動態(tài)監(jiān)測，通過動態(tài)信號處理并輔以通過信號處理和快速傅里葉轉(zhuǎn)換譜分析，獲得橋梁各預(yù)制構(gòu)件和橋梁整體的振動頻率。檢測與鑒定簡便快捷、可操作性強(qiáng)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為實(shí)施例一中的應(yīng)變計(jì)布置在裝配式空心板橋時(shí)的結(jié)構(gòu)平面示意圖；
圖3為圖2的A-A剖視圖；
圖4為本發(fā)明的實(shí)施例二將應(yīng)變計(jì)布置在裝配式小箱梁橋時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為本發(fā)明的實(shí)施例三將應(yīng)變計(jì)布置在裝配式T梁橋時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]實(shí)施例一
本實(shí)施例適用于裝配式簡支空心板橋(包括加寬的裝配式簡支空心板橋)。
[0016]如圖1、2、3所示，本發(fā)明的裝配式板橋包括并列的多個(gè)預(yù)制板梁2，相鄰的預(yù)制板梁2之間設(shè)有梁間接縫3，梁間接縫3內(nèi)設(shè)有應(yīng)變計(jì)I。梁間接縫3指空心板的鉸縫、箱梁或T梁的濕接縫。
[0017]本發(fā)明的檢測裝置包括應(yīng)變計(jì)1、屏蔽型連接線10、接線盒8和動態(tài)信號測試儀9，在裝配式簡支梁橋跨中梁間接縫3內(nèi)布置應(yīng)變計(jì)1，將上述應(yīng)變計(jì)I (測試元件)埋置在混凝土內(nèi)，預(yù)留足夠長度的屏蔽型連接線10至橋側(cè)面或至橋墩墩頂，并設(shè)置測試接線盒8。接線盒8用耐久性材料(比如聚乙烯塑料盒)加以保護(hù)。動態(tài)信號測試儀9獲得動態(tài)信號，然后采用快速傅里葉變換判斷橋梁整體性。
[0018]采用上述檢測裝置時(shí)，本發(fā)明的裝配式空心板橋整體性快速檢測方法為:
第一步，在裝配式橋梁上部預(yù)制構(gòu)件安裝完成后，在裝配式橋梁預(yù)制梁的跨中區(qū)域(跨
長的1/2)的現(xiàn)澆接縫(空心板的鉸縫、箱梁或T梁的濕接縫)中沿縱向安裝振弦式應(yīng)力應(yīng)變測試元件，振弦式應(yīng)力應(yīng)變測試元件為振弦式鋼筋應(yīng)變計(jì)或振弦式混凝土應(yīng)力計(jì)，具體操作為:在縱向鋼筋上，采用綁扎或者串接的方式安裝振弦式鋼筋應(yīng)變計(jì)，或者沿縱向安裝振弦式混凝土應(yīng)力計(jì)；振弦式應(yīng)力應(yīng)變測試元件安裝在裝配式橋梁跨中區(qū)域(跨長的1/2)，根據(jù)跨度情況，沿縱向在每條現(xiàn)澆接縫內(nèi)的測試元件數(shù)量不少于3個(gè)，振弦式應(yīng)力應(yīng)變測試元件之間間距以I1=Ilm為宜。
[0019]第二步，成橋后通車狀態(tài)下，采用動態(tài)信號采集設(shè)備檢測記錄各測試元件的動態(tài)變化數(shù)據(jù)。
[0020]具體過程為:橋梁建成后，通車初期進(jìn)行聯(lián)機(jī)監(jiān)測測試，根據(jù)動態(tài)信號采集設(shè)備采集的數(shù)據(jù)，通過信號處理和快速傅里葉轉(zhuǎn)換譜分析，獲得橋梁建成后的橋梁各預(yù)制構(gòu)件(預(yù)制梁)和橋梁整體的振動頻率。
[0021]第三步，在橋梁運(yùn)營養(yǎng)護(hù)過程中，定期或不定期進(jìn)行聯(lián)機(jī)監(jiān)測，通過信號處理和快速傅里葉轉(zhuǎn)換譜分析，獲得橋梁各預(yù)制構(gòu)件和橋梁整體的振動頻率；根據(jù)需要隨時(shí)檢測并進(jìn)行橋梁及各預(yù)制梁固有頻率的對比分析，判別橋梁的整體受力狀況。
[0022]實(shí)施例二
如圖4所示，與實(shí)施例一不同之處在于，實(shí)施例二適用于裝配式小箱梁橋(包括加寬的裝配式小箱梁橋)；預(yù)制梁2采用的是小箱梁4，應(yīng)變計(jì)I設(shè)在小箱梁4之間的梁間接縫3內(nèi)。
[0023]實(shí)施例三
如圖5所示，與實(shí)施例一不同之處在于，實(shí)施例三適用于裝配式T梁橋(包括加寬的裝配式T梁橋)；預(yù)制梁2采用的是T梁5，應(yīng)變計(jì)I設(shè)在T梁5之間的梁間接縫3內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種裝配式橋梁整體性快速檢測方法，用于裝配式板橋或梁橋，裝配式板橋或梁橋包括并列的若干預(yù)制板或梁，相鄰的預(yù)制板或梁之間設(shè)有梁間接縫，其特征在于:采用的檢測裝置包括振弦式應(yīng)力應(yīng)變測試元件、連接線、接線盒和動態(tài)信號采集設(shè)備，振弦式應(yīng)力應(yīng)變測試元件通過連接線依次與接線盒和動態(tài)信號采集設(shè)備連接； 第一步，在裝配式橋板或橋梁上部預(yù)制構(gòu)件安裝完成后，在現(xiàn)澆接縫中沿縱向安裝振弦式應(yīng)力應(yīng)變測試元件；振弦式應(yīng)力應(yīng)變測試元件安裝在裝配式橋板或橋梁跨中區(qū)域，根據(jù)跨度情況，沿縱向在每條現(xiàn)澆接縫內(nèi)的測試元件數(shù)量不少于3個(gè)，振弦式應(yīng)力應(yīng)變測試元件之間間距為廣3m ;振弦式應(yīng)力應(yīng)變測試元件為振弦式鋼筋應(yīng)變計(jì)或振弦式混凝土應(yīng)力計(jì)；現(xiàn)澆接縫中沿縱向安裝振弦式應(yīng)力應(yīng)變測試元件，具體為:在縱向鋼筋上，采用綁扎或者串接的方式安裝振弦式鋼筋應(yīng)變計(jì)，或者沿縱向安裝振弦式混凝土應(yīng)力計(jì)； 第二步，成橋后通車狀態(tài)下，進(jìn)行聯(lián)機(jī)監(jiān)測測試，根據(jù)動態(tài)信號采集設(shè)備采集的數(shù)據(jù)，通過信號處理和快速傅里葉轉(zhuǎn)換譜分析，獲得橋梁建成后的橋板或橋梁各預(yù)制構(gòu)件和橋梁整體的振動頻率； 第三步，在橋梁運(yùn)營養(yǎng)護(hù)過程中，定期或不定期進(jìn)行聯(lián)機(jī)監(jiān)測，通過信號處理和快速傅里葉轉(zhuǎn)換譜分析，獲得橋板或橋梁各預(yù)制構(gòu)件、橋板或橋梁整體的振動頻率；根據(jù)需要隨時(shí)檢測并進(jìn)行橋板或橋梁及各預(yù)制梁固有頻率的對比分析，判別橋板或橋梁的整體受力狀況。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝配式橋梁整體性快速檢測方法，其特征在于:現(xiàn)澆接縫指空心板的鉸縫或箱梁的濕接縫或T梁的濕接縫。
3.據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝配式橋梁整體性快速檢測方法，其特征在于:動態(tài)信號采集設(shè)備為動態(tài)信號采集儀。
4.據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝配式橋梁整體性快速檢測方法，其特征在于:連接線為屏蔽型連接線。
5.據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝配式橋梁整體性快速檢測方法，其特征在于:接線盒設(shè)置在橋側(cè)面或者橋墩墩頂。
【文檔編號】G01L1/10GK103528719SQ201310528280
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月31日
【發(fā)明者】趙順波, 陳記豪, 李曉克, 李長永 申請人:華北水利水電大學(xué)