公路桥梁检查检测技术教程

公路桥梁检查检测技术重庆交通大学

范亮2016/3/19Saturday桥梁结构状况的检测与评价（特殊检查的技术手段）结构状况的详细检测+结构检算检测内容包括：

梁几何形态参数测定

桥梁结构恒载变异状况调查

桥梁结构构件的材质强度检测与评定

混凝土中钢筋锈蚀电位的检测

混凝土中氯离子含量的测定

混凝土电阻率的检测

混凝土碳化状况的检测

混凝土结构钢筋分布状况的调查

桥梁结构固有模态参数的测定

索结构索力的测量

桥梁墩台与基础变位情况调查

地基与基础的检验材料状况的检测与评价无破损、半破损方法综合运用混凝土强度无损检测技术介绍1．回弹法：用弹簧驱动重锤，通过弹击杆弹击混凝土表面，测出被反弹回来的距离，以回弹值（反弹距离与弹簧初始长度之比）作为与强度相关的指标，推定混凝土强度。（1）

回弹仪的使用在洛氏硬度HRC为60±2的钢砧上，回弹仪率定值应为80±2；如有偏差，要对仪器进行维修，不能采取修正的做法。平时工程检测前后，都应对回弹仪做检查；并按有关规定进行仪器的校准。（2）测区的选择构件检测部位检测要根据检测目的、浇筑时间、方式等因素综合考虑。混凝土强度无损检测技术介绍（3）测强曲线的选择专用曲线地区曲线全国统一曲线（4）当构件混凝土抗压强度大于60MPa时，可采用标准能量大于2.207J的回弹仪，并应另行制订检测方法及专用测强曲线。混凝土强度无损检测技术介绍2．超声回弹综合法（1）测区的选择（2）测强曲线的选择：优先采用专用或地区测强曲线，如无专用或地区测强曲线，经验证后可采用统一测强曲线。混凝土强度无损检测技术介绍3.

无破损方法与半破损方法结合使用回弹—取芯综合法超声—回弹综合法结合取芯对旧结构用取芯芯样修正回弹法或超声—回弹法测量结果。芯样要反映回弹或“超声—回弹”测区的情况芯样数量按部位检测不少于3个，按结构或构件不少于6个1n

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r,icu,in：芯样抗压强度0i1ffe0r,iccu,i：芯样测区无损检测方法计算强度值f

'f修正后的某测区混凝土强度值为混凝土超声波测定仪混凝土试件浇注前智能混凝土超声波检测装置样机混凝土试件测试结果示例裂缝宽度观测仪桥梁裂缝观测系统现场记录高解析度照片，通过专用计量软件处理，可计算得出桥梁裂缝的宽度、长度。检测精度≤0.02mm。系统由配有专门光学镜头的数码相机和专用裂缝计量软件处理包组成。测量距离可达25m。冲击-回波测试仪冲击回波是根据应力波能够在材料中传播的原理设计的,基本的测试方法和超声波相似。应力波：使用转换器产生的应力波称为脉冲回声法;使用机械冲击器产生应力波称为冲击回波法。通过应力波的强度和发生时间测定缺陷的程度和位置。射线检测X射线γ射线红外热成像仪可用于快速扫描桥梁结构开裂、缺陷、剥离、渗漏检查等；测温范围：-20℃~800℃

温度分辨率：0.03℃

波长：8~12μm

精度：±0.5%（F.R.S)每幅红外热图具有多于76000个独立的温度测量点。通过内置的高清晰度的取景器观察红外热图。可选各种红外光学镜头，包括望远、广角镜头。可根据不同的应用要求选择合适的镜头。声发射技术声发射技术基于这样一个基本的认识:大多数结构材料在受力后出现诸如塑性变形、裂纹开裂、裂纹开展等微结构损伤时,就以声波的形式释放能量.它的优点是可以对处于荷载作用状态下的桥梁结构材料和结构变化进行检测和监测。预应力钢筋混凝土构件预应力筋声发射传感器混凝土雷达检测技术混凝土成像雷达

提供一种非破坏性的结构的测定方法。在作业现场快速取得数据﹐获得混凝土结构图像。应用﹕混凝土板厚度估算钢筋定位预应力混凝土管道的探测混凝土结构中缺陷及不均匀性的探测雷达检测装置3钢筋锈蚀的评价技术混凝土的密实度、渗水性、含水量、含氯盐量、碳化深度、保护层厚度不足和开裂等缺损，是导致钢筋锈蚀诸多因素，反之，钢筋锈蚀又促使混凝土进一步破损。对钢筋锈蚀的评定技术可分为直接评定和间接评定两种。直接评定钢筋锈蚀技术

预埋探测元件

线性极化电流测量

半电池电位测量

局部破损重量、质量损失测量预埋式耐久性无损监测传感系统钢筋锈蚀率测定仪钢筋锈蚀半电池电位测量法工作原理：利用混凝土中钢筋锈蚀的电化学反应引起的电位变化来测定钢筋锈蚀状态的一种方法。半电池结构示意图混凝土中钢筋锈蚀电位的检测混凝土中钢筋锈蚀电位可通过测量铜－硫酸铜参考电极与钢筋－混凝土电极之间电位差确定。钢筋锈蚀电位测量值的高低，可直接反映量测部位混凝土中钢筋发生锈蚀的概率或钢筋正在发生锈蚀的活动性，其评判标准见下表。钢筋锈蚀电位的评判标准间接评定钢筋锈蚀技术

保护层测量

混凝土电阻率测量

氯离子含量测量

碳化深度测量

透气性测量混凝土保护层厚度检测根据测量部位实测保护层厚度特征值D

与其设计值D

的比ndne值，评判混凝土保护层厚度对结构钢筋耐久性的影响。混凝土保护层厚度对结构钢筋耐久性的影响评判标准混凝土电阻率的检测混凝土的电阻率是控制混凝土中钢筋锈蚀速率的因素之一，混凝土电阻率小，钢筋锈蚀发展速度快。因此，测量混凝土电阻率可间接评判钢筋的可能锈蚀速率。混凝土电阻率的检测原理2dV

Iaaa电阻率测试仪式中

v——电压电极间所测电压探头柄“电压”探头“电流”探头I——电流电极间通过的电流混凝土d——

电极间距混凝土电阻率测试技术示意图混凝土电阻率对钢筋锈蚀影响程度的评判标准混凝土中氯离子含量的测定混凝土中的氯离子可诱发并加速钢筋锈蚀，测量混凝土中氯离子含量可间接评判钢筋锈蚀活化的可能性。混凝土中的氯离子含量，可采用现场按混凝土不同深度取样，通过对样品进行化学分析的方法加以测定。测定结果须能反映氯离子在混凝土中随深度的分布。根据钢筋处的混凝土氯离子含量，可按下表评判标准确定其对钢筋锈蚀的影响程度。氯离子含量对钢筋锈蚀影响程度的评定标准混凝土中氯离子含量的测定（1）

取样部位和原则结构工作环境条件、质量状况有明显差异的部位。（2）

取样方法和数量分层收集每个测区钻孔≥3个。钻头同一测区≥25g。（3）样品的分析滴定条法混凝土粉末塑料袋试验室化学分析法钻孔取混凝土粉末的方法混凝土碳化状况的检测•

钢筋在混凝土内处于碱性保护的钝化状态，混凝土碳化将造成钢筋失去保护，当外界条件成熟，钢筋就会发生锈蚀。因此，检测混凝土碳化深度可间接的评判钢筋的可能锈蚀状态。•混凝土碳化状况的检测可采用在混凝土新鲜断面观察酸碱指示剂反应厚度的方法。混凝土碳化深度对钢筋锈蚀及材料强度均有一定影响。评判时可取构件的碳化深度平均值与该类构件保护层厚度平均值之比，并考虑其离散情况，进行评价。评判标准见下表。混凝土碳化深度对钢筋锈蚀影响的评判标准4几项专项检测技术索结构索力的测量

结构恒载应力的测量

预应力筋定位及管道压浆状况检测

预应力损失的推测缆索、吊杆内力检测吊杆采

集

系统加

速

度传感器结构恒载应力的量测结构应力含永久荷载（恒载）和可变荷载引起的两部分应力。

取芯释放法

狭槽应力恢复法

盲孔松驰加压法“盲孔松弛—加压法”原理：通过对构件进行钻孔，使其表面应力局部释放；再从孔内施压，使孔边产生已知的应力迭加。用预先布置在孔边的应变片（花）测量出钻孔前后产生的应变增量（松弛应变）及孔内加压前后产生的应变增量(加压应变)；用检测装置的传感器量出孔内压力，按照弹性理论，推算出原孔位处实际存在的应力和弹性模量值。“盲孔松弛—加压法”盲孔应变片o图1、单向应力测量“盲孔松弛—加压法”2盲孔应变片o112图2、已知方向的双向应力测量盲孔松弛—加压法245应变片盲孔45o112图3、未知方向的双向应力测量预应力筋定位检测技术雷达测试过程雷达测试结果预应力钢筋压浆饱满度检测

真空抽气加压法

冲击回波法

X射线法

γ射线法

声波法

探地雷达法冲击回波法冲击回波法测试过程经过现场实测，用冲击回波厚度成像的方法可以区分梁中砼孔道的灌浆完全密实和完全未灌浆两种情况。X射线法计算机断层成像技术，CT成像技术首先通过对三维物体的某一截面进行扫描，采集与物体截面结构相关的数据集合，然后再对这些数据集合根据一定的数学原理进行逆运算而获取与物体截面结构一一对应的参数值，最后通过显示技术从参数值来最终恢复物体的截面图像。X射线照影图声波法对于预应力混凝土管道压浆质量检测也可采用声波反射技术和声波散射技术，对管道的压浆饱满程度进行综合评价。检测方法里程编号超磁声波反射法梁型长度T型梁20米检测时间编号上行线3-1上1号钢束（7股钢绞线）1

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0下3号钢束（6股钢绞线）1.00.81.00.80.60.40.20.0各股钢绞线弹性波衰减曲线

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0经检测：钢绞线连续完整无绷断现象；

2号钢束压浆包裹比例均大于70%；1号钢束

1.5～2m、18.5～19m钢束压浆包裹比例低于70%；3号钢束

17.5～18m钢束压浆包裹比例低于70%。建议对钢束压浆包裹比例小于70%的部位进行相应工程处治。结论与建议探地雷达法

电磁波在空洞的上下表面分别反射，故在空洞位置所出现的两波颜色较深，塑料对电磁波并不造成阻碍作用，所以对试件检测的结果与混凝土既有桥梁的空洞检测结果很类似；

探地雷达非常适用于塑料波纹管中管道灌浆情况的检测，是一种方便、快捷、准确的方法。桥梁下部结构状况诊断动力法钻孔取芯法水下摄影超声相控阵检测桥梁结构水下基础的超声相控阵检测超声相控阵检测技术原理通过控制换能器阵中各阵元的激励（或接收）脉冲的时间延迟，改变由各阵元发射（或接收）声波到达（或来自）物体内某点时的相位关系，达到聚焦和声束偏转的效果,实现声成像的技术。桥梁结构水下基础的超声相控阵检测检测装置桥梁结构水下基础的超声相控阵检测缺陷信号的采集及显示桥梁健康监测技术1.问题的提出

大量特大桥的建设处于交通关键枢纽，其运营安全直接影响到交通的畅通

大量在用桥梁存在不同程度的隐患，需要及时掌握其安全状况1.问题的提出跨越长江的桥梁共78座,其中拱桥17座,梁桥21座，斜拉桥24座,悬索桥16座。1.问题的提出跨越黄河的桥梁88座，其中拱桥9座，梁桥61座，斜拉桥3座，悬索桥15座。1.问题的提出跨海桥梁22座，其中梁桥11座，斜拉桥7座，悬索桥4座。1.问题的提出桥梁事故的社会危害大，影响恶劣2

目的

为养护管理提供决策依据

结构安全预报警

行车安全报警

验证设计、施工3

系统的基本构成

桥梁环境、荷载监测

结构特性参数监测

结构工作状态监测

专项监测

桥梁状态评估引

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大桥桥墩关键截面拉索

拉索拉索安全桥梁

桥梁

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结构沉降线形动力冲刷状况监测索力锈蚀支伸缩缝监测内湿

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监测座状况监测度监测

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特性监测

监测测试测试航

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目4

系统建立中关注的问题系统分阶段实施原则桥梁健康与安全监控系统自身也有使用期及寿命的问题，而且由于系统大多使用电子设备，在恶劣环境中损坏的可能性更大；有些结构部位参数在桥梁建成初期，也不会有明显变化。因此可以根据桥梁的实际情况采取分阶段实施的方案，这样不仅可以节省费用，还可以延长系统使用周期。4

系统建立中关注的问题

监测系统自诊断功能传感器在恶劣的环境中，稳定性不易控制，而且有些传感器的寿命不是很长，低于桥梁的使用寿命，因此在对信号进行分析之前，必须对传感器自身的健康状况进行分析。

在线监测与定期检查检测相结合在线监测所测试的参数有限，且测点较多造成系统过于庞大和复杂，也不一定能反应桥梁结构的全部情况，因此需将在线检测和定期监测相结合，在系统研发时应给予考虑。

在线采集制度为了减少冗余信息，提高测试数据的可用性以及后续分析的效率，应制定合理的采集制度（如定时间段采样以及定阀值采样）。

设备具有自检和校准功能包括自动调零、自动故障与状态检验、自动校准、自诊断等。智能