橋梁在日常運營中承載著各種車輛荷載反復(fù)作用,橋梁的整個使用過程就是疲勞損傷累計的過程。橋梁面板作為橋梁的上部結(jié)構(gòu),經(jīng)長期負(fù)荷運載和風(fēng)吹日曬雨淋,容易產(chǎn)生疲勞損傷和性能退化,危及行車安全。準(zhǔn)確地識別橋面是否損傷,混凝土內(nèi)部缺陷與大小,科學(xué)地評價橋面的性能,以求在必要時進行相應(yīng)的加固措施,這對整個橋梁結(jié)構(gòu)的安全運營具有十分重要的意義。
隨著技術(shù)發(fā)展,橋梁面板檢測已由傳統(tǒng)的人工目測或取芯試驗,錘擊敲打檢測發(fā)展到無損檢測方法。與傳統(tǒng)方法相比,無損方法關(guān)鍵優(yōu)勢在于不會對結(jié)構(gòu)或構(gòu)件造成損傷,且擺脫了傳統(tǒng)檢測方法主觀性強的缺陷。常見的無損檢測技術(shù)有聲發(fā)射、紅外檢測、X射線檢測、超聲檢測、回波檢測等。但這些方法需要一個點,一個點檢測,檢測效率低,同時很難做到整個橋面全面檢測。探地雷達(dá)(GPR)技術(shù)能夠測定橋面結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷的大小、形狀和深度,省時省力、操作便捷,且覆蓋面廣,但GPR也有一定的局限性,對于鋼筋混凝土面板,電磁波很難穿透鋼筋網(wǎng)層,此外,更需要操作人員具備豐富的工程經(jīng)驗。
SounDAR測試系統(tǒng)是一套無損自動檢測方法。它可以識別和量化混凝土內(nèi)部的退化,包括:剝離,層離和開裂等,識別混凝土橋梁面板和其他結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷的位置和大小,從而對橋梁混凝土面板性能進行評估。
SounDAR測試系統(tǒng)采用小鋼球或鏈條,連續(xù)敲擊混凝土表面,激發(fā)的彈性波從敲擊點開始傳播到面板底部或缺陷位置,再反射回面板表面,同時用麥克風(fēng)拾取彈性波響應(yīng)并記錄到數(shù)據(jù)采集單元里。采集到的數(shù)據(jù)輸入到一個計算程序里,這個計算程序可以分析頻率,振幅和相對能量分布的變化來確定剝離區(qū)位置。這跟人工敲擊和牽引鏈結(jié)合人耳辯聽頻率變化技術(shù)是相似的。
它可以在安裝支架上布置多個通道,由車輛拖拉,在橋梁面板連續(xù)移動檢測,單趟覆蓋整個車道。
SounDAR測試系統(tǒng)作為SHAP2 R06A實施方案的一部分,在美國多州通過取芯試驗和牽引鏈試驗對比,這種方法被驗證。
SounDAR測試系統(tǒng)還可以配置其他無損檢測技術(shù),如探地雷達(dá)(GPR)和紅外熱成像系統(tǒng)(IR),但重要的是高清攝像系統(tǒng)(HRV)。HRV安裝在檢測車上方,采集圖像形成橋梁面板平面視圖。為了缺陷位置定位,圖像數(shù)據(jù)與SounDAR需要測距儀同步觸發(fā)采集。分析HRV數(shù)據(jù),可以識別和量化開裂,熱拌瀝青修補,混凝土修補,伸縮縫,標(biāo)志線等目標(biāo)。HRV平面視圖圖像可提供現(xiàn)有裂縫和其他橋梁面板表面特征的記錄,是很有價值的。
數(shù)據(jù)展示:在橋面高清圖像上,疊加SounDAR數(shù)據(jù)結(jié)果,效果會好。
圖1.高清視頻圖片
圖2.平面圖顯示剝離,修補,裂縫,伸縮縫和標(biāo)志線
圖3.帶有高清圖像平面圖顯示的剝離,修補,裂縫,伸縮縫和標(biāo)志線
圖4. SounDAR數(shù)據(jù)提供混凝土退化嚴(yán)重程度的等高線圖
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