CN103528719B - 一种装配式桥梁整体性快速检测方法 - Google Patents

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Abstract

一种装配式桥梁整体性快速检测方法，用于装配式板桥或梁桥，装配式板桥或梁桥包括并列的若干预制板或梁，相邻的预制板或梁之间设有梁间接缝，采用的检测装置包括振弦式应力应变测试元件、连接线、接线盒和动态信号采集设备，振弦式应力应变测试元件通过连接线依次与接线盒和动态信号采集设备连接；本发明提供的方法在建造装配式桥梁或者铰缝大修时预埋振弦式应变计，成桥或维修过后测试初始状态，分析出各个测点的基频，此后只需定期打开接线盒连接动态信号测试仪，获取动态信号，分析出各个测点的基频，纵向对比判定桥梁整体受力性能的变化情况。

Description

一种装配式桥梁整体性快速检测方法
技术领域
本发明涉及桥梁工程技术领域，特别涉及装配式桥梁养护管理过程中，对其上部结构整体受力性能的检测与鉴定的方法。
背景技术
在我国道路运输快速发展的形势下，各级各类公路建设也得到迅速扩展。其中所含各类型桥梁中，装配式简支桥梁是主要的桥型之一。这种装配式桥梁采用先预制上部结构后现浇混凝土连接的组装方式，现浇连接的可靠性决定着桥梁运营过程中是否能够整体受力，也是桥梁维修养护的重点。
目前，对于装配式桥梁整体受力状况的监测与检测鉴定，尚无直接可靠的快速监测方法。大多是通过观察桥面铺装层的完整性、采用车辆静、动载试验检测各预制构件的变形的方法，辅以检测人员的经验加以综合判定。动、静载试验均需专门的挠度测定设备、拾振器和加载车辆，成本高、耗时长、需要中断交通完成测试，影响线路通行，因而桥梁定期检查主要依靠人工检查铺装完整性和铰缝渗漏情况进行判断，效率低、主观性强，只有桥梁损失较严重时，相关部分才安排动、静载试验，此时获得的数据为一次性数据，不连续也不能实现桥梁本身状态的对比，只能通过实测值和理论值或经验值相比较判断桥梁整体受力情况，但这样的话，检测费用高、耗时长，不够科学。因而传统的检测工作效率低、检测成本高、全面性差、不能实现桥梁整体受力的动态监控。
发明内容
本发明的目的在于提供一种装配式桥梁整体性快速检测方法，获得桥梁各预制构件和桥梁整体的振动频率，实现长期的可靠监测与检测。
本发明的技术方案是：
一种装配式桥梁整体性快速检测方法，用于装配式板桥或梁桥，装配式板桥或梁桥包括并列的若干预制板或梁，相邻的预制板或梁之间设有梁间接缝，采用的检测装置包括振弦式应力应变测试元件、连接线、接线盒和动态信号采集设备，振弦式应力应变测试元件通过连接线依次与接线盒和动态信号采集设备连接；
第一步，在装配式桥板或桥梁上部预制构件安装完成后，在现浇接缝中沿纵向安装振弦式应力应变测试元件；振弦式应力应变测试元件安装在装配式桥板或桥梁跨中区域，根据跨度情况，沿纵向在每条现浇接缝内的测试元件数量不少于3个，振弦式应力应变测试元件之间间距为1~3m；振弦式应力应变测试元件为振弦式钢筋应变计或振弦式混凝土应力计；现浇接缝中沿纵向安装振弦式应力应变测试元件，具体为：在纵向钢筋上，采用绑扎或者串接的方式安装振弦式钢筋应变计，或者沿纵向安装振弦式混凝土应力计；
第二步，成桥后通车状态下，进行联机监测测试，根据动态信号采集设备采集的数据，通过信号处理和快速傅里叶转换谱分析，获得桥梁建成后的桥板或桥梁各预制构件和桥梁整体的振动频率；
第三步，在桥梁运营养护过程中，定期或不定期进行联机监测，通过信号处理和快速傅里叶转换谱分析，获得桥板或桥梁各预制构件、桥板或桥梁整体的振动频率；根据需要随时检测并进行桥板或桥梁及各预制梁固有频率的对比分析，判别桥板或桥梁的整体受力状况。
现浇接缝指空心板的铰缝或箱梁的湿接缝或T梁的湿接缝。
动态信号采集设备为动态信号采集仪。
连接线为屏蔽型连接线。
接线盒设置在桥侧面或者桥墩墩顶。
本发明的快速检测方法是在装配式桥梁预制梁的现浇接缝（空心板的铰缝、箱梁或T梁的湿接缝）中沿纵向安装振弦式应力应变测试元件（在纵向钢筋上安装振弦式钢筋应变计，或者沿纵向安装振弦式混凝土应力计），采用动态应变仪检测记录各测试元件在成桥时和运营期间的动态变化数据。采用快速傅里叶转换谱分析方法，获得桥梁的各预制梁和整桥的固有振动频率。以成桥时桥梁动态测试结果为基础，通过比对运营期内的桥梁动态测试结果，可分析判断桥梁的整体受力性能。
本发明提供的方法在建造装配式桥梁或者铰缝大修时预埋振弦式应变计，成桥或维修过后测试初始状态，分析出各个测点的基频，此后只需定期打开接线盒连接动态信号测试仪，获取动态信号，分析出各个测点的基频，纵向对比判定桥梁整体受力性能的变化情况。整个测试过程中无需中断交通和安装传感器，在正常通车运营情况下，就可以采集动态信号，通过快速傅里叶变换获得基频。因而，本发明的方法投入成本低，测试无需中断交通，可高效地实现桥梁整体受力状态的连续监控，为桥梁健康状态评估提供可靠依据，且便于动态掌握桥梁整体受力性能变化情况。
与现有技术相比，本发明的优点是：
1、本发明采用先进可靠的振弦式钢筋（混凝土）应力计，预先安装于装配式桥梁上部结构现浇接缝内，实现了长期的可靠监测与检测目标。
2、本发明采用桥梁实时动态监测，通过动态信号处理并辅以通过信号处理和快速傅里叶转换谱分析，获得桥梁各预制构件和桥梁整体的振动频率。检测与鉴定简便快捷、可操作性强。
附图说明
图1为本发明的实施例一的结构示意图；
图2为实施例一中的应变计布置在装配式空心板桥时的结构平面示意图；
图3为图2的A-A剖视图；
图4为本发明的实施例二将应变计布置在装配式小箱梁桥时的结构示意图；
图5为本发明的实施例三将应变计布置在装配式T梁桥时的结构示意图。
具体实施方式
实施例一
本实施例适用于装配式简支空心板桥（包括加宽的装配式简支空心板桥）。
如图1、2、3所示，本发明的装配式板桥包括并列的多个预制板梁2，相邻的预制板梁2之间设有梁间接缝3，梁间接缝3内设有应变计1。梁间接缝3指空心板的铰缝、箱梁或T梁的湿接缝。
本发明的检测装置包括应变计1、屏蔽型连接线10、接线盒8和动态信号测试仪9，在装配式简支梁桥跨中梁间接缝3内布置应变计1，将上述应变计1（测试元件）埋置在混凝土内，预留足够长度的屏蔽型连接线10至桥侧面或至桥墩墩顶，并设置测试接线盒8。接线盒8用耐久性材料（比如聚乙烯塑料盒）加以保护。动态信号测试仪9获得动态信号，然后采用快速傅里叶变换判断桥梁整体性。
采用上述检测装置时，本发明的装配式空心板桥整体性快速检测方法为：
第一步，在装配式桥梁上部预制构件安装完成后，在装配式桥梁预制梁的跨中区域（跨长的1/2）的现浇接缝（空心板的铰缝、箱梁或T梁的湿接缝）中沿纵向安装振弦式应力应变测试元件，振弦式应力应变测试元件为振弦式钢筋应变计或振弦式混凝土应力计，具体操作为：在纵向钢筋上，采用绑扎或者串接的方式安装振弦式钢筋应变计，或者沿纵向安装振弦式混凝土应力计；振弦式应力应变测试元件安装在装配式桥梁跨中区域（跨长的1/2），根据跨度情况，沿纵向在每条现浇接缝内的测试元件数量不少于3个，振弦式应力应变测试元件之间间距以l1=1~3m为宜。
第二步，成桥后通车状态下，采用动态信号采集设备检测记录各测试元件的动态变化数据。
具体过程为：桥梁建成后，通车初期进行联机监测测试，根据动态信号采集设备采集的数据，通过信号处理和快速傅里叶转换谱分析，获得桥梁建成后的桥梁各预制构件（预制梁）和桥梁整体的振动频率。
第三步，在桥梁运营养护过程中，定期或不定期进行联机监测，通过信号处理和快速傅里叶转换谱分析，获得桥梁各预制构件和桥梁整体的振动频率；根据需要随时检测并进行桥梁及各预制梁固有频率的对比分析，判别桥梁的整体受力状况。
实施例二
如图4所示，与实施例一不同之处在于，实施例二适用于装配式小箱梁桥（包括加宽的装配式小箱梁桥）；预制梁2采用的是小箱梁4，应变计1设在小箱梁4之间的梁间接缝3内。
实施例三
如图5所示，与实施例一不同之处在于，实施例三适用于装配式T梁桥（包括加宽的装配式T梁桥）；预制梁2采用的是T梁5，应变计1设在T梁5之间的梁间接缝3内。

Claims (5)

1.一种装配式桥梁整体性快速检测方法，用于装配式板桥或梁桥，装配式板桥或梁桥包括并列的若干预制板或梁，相邻的预制板或梁之间设有板间接缝或梁间接缝，其特征在于：采用的检测装置包括振弦式应力应变测试元件、连接线、接线盒和动态信号采集设备，振弦式应力应变测试元件通过连接线依次与接线盒和动态信号采集设备连接；
  第一步，在装配式板桥或梁桥上部预制板或梁安装完成后，在现浇接缝中沿预制板或梁纵向安装振弦式应力应变测试元件；振弦式应力应变测试元件安装在装配式板桥或梁桥跨中区域，根据跨度情况，沿接缝纵向在每条现浇接缝内的测试元件数量不少于3个，振弦式应力应变测试元件之间间距为1~3m；振弦式应力应变测试元件为振弦式钢筋应变计或振弦式混凝土应力计；现浇接缝中沿接缝纵向安装振弦式应力应变测试元件，具体为：在接缝的纵向钢筋上，采用绑扎或者串接的方式安装振弦式钢筋应变计，或者沿接缝纵向安装振弦式混凝土应力计；
第二步，成桥后通车状态下，进行联机监测测试，根据动态信号采集设备采集的数据，通过信号处理和快速傅里叶转换谱分析，获得桥梁建成后的装配式板桥或梁桥各预制板或梁和桥梁整体的振动频率；
第三步，在桥梁运营养护过程中，定期或不定期进行联机监测，通过信号处理和快速傅里叶转换谱分析，获得装配式板桥或梁桥各预制板或梁、装配式板桥或梁桥整体的振动频率；根据需要随时检测并进行装配式板桥或梁桥及预制板或梁固有频率的对比分析，判别装配式板桥或梁桥的整体受力状况。
2.根据权利要求1所述的装配式桥梁整体性快速检测方法，其特征在于：现浇接缝指空心板的铰缝或箱梁的湿接缝或T梁的湿接缝。
3.据权利要求1或2所述的装配式桥梁整体性快速检测方法，其特征在于：动态信号采集设备为动态信号采集仪。
4.据权利要求1或2所述的装配式桥梁整体性快速检测方法，其特征在于：连接线为屏蔽型连接线。
5.据权利要求1或2所述的装配式桥梁整体性快速检测方法，其特征在于：接线盒设置在桥侧面或者桥墩墩顶。
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