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制板或梁，相鄰的預制板或梁之間設有梁間接縫，采用的檢測裝置包括振弦式應力應變測試元件、連接線、接線盒和動態信號采集設備，振弦式應力應變測試元件通過連接線依次與接線盒和動態信號采集設備連接；本發明提供的方法在建造裝配式橋梁或者鉸縫大修時預埋振弦式應變計，成橋或維修過后測試初始狀態，分析出各個測點的基頻，此后只需定期打開接線盒連接動態信號測試儀，獲取動態信號，分析出各個測點的基頻，縱向對比判定橋梁整體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
【技術領域】
[0001]本發明涉及橋梁工程【技術領域】，特別涉及裝配式橋梁養護管理過程中，對其上部結構整體受力性能的檢測與鑒定的方法。
【背景技術】
[0002]在我國道路運輸快速發展的形勢下，各級各類公路建設也得到迅速擴展。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制上部結構后現澆混凝土連接的組裝方式，現澆連接的可靠性決定著橋梁運營過程中是否能夠整體受力，也是橋梁維修養護的重點。
[0003]目前，對于裝配式橋梁整體受力狀況的監測與檢測鑒定，尚無直接可靠的快速監測方法。大多是通過觀察橋面鋪裝層的完整性、采用車輛靜、動載試驗檢測各預制構件的變形的方法，輔以檢測人員的經驗加以綜合判定。動、靜載試驗均需專門的撓度測定設備、拾振器和加載車輛，成本高、耗時長、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行判斷，效率低、主觀性強，只有橋梁損失較嚴重時，相關部分才安排動、靜載試驗，此時獲得的數據為一次性數據，不連續也不能實現橋梁本身狀態的對比，只能通過實測值和理論值或經驗值相比較判斷橋梁整體受力情況，但這樣的話，檢測費用高、耗時長，不夠科學。因而傳統的檢測工作效率低、檢測成本高、全面性差、不能實現橋梁整體受力的動態監控。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種裝配式橋梁整體性快速檢測方法，獲得橋梁各預制構件和橋梁整體的振動頻率，實現長期的可靠監測與檢測。
[0005]本發明的技術方案是:
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制板或梁，相鄰的預制板或梁之間設有梁間接縫，采用的檢測裝置包括振弦式應力應變測試元件、連接線、接線盒和動態信號采集設備，振弦式應力應變測試元件通過連接線依次與接線盒和動態信號采集設備連接；
第一步，在裝配式橋板或橋梁上部預制構件安裝完成后，在現澆接縫中沿縱向安裝振弦式應力應變測試元件；振弦式應力應變測試元件安裝在裝配式橋板或橋梁跨中區域，根據跨度情況，沿縱向在每條現澆接縫內的測試元件數量不少于3個，振弦式應力應變測試元件之間間距為廣3m ;振弦式應力應變測試元件為振弦式鋼筋應變計或振弦式混凝土應力計；現澆接縫中沿縱向安裝振弦式應力應變測試元件，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變計，或者沿縱向安裝振弦式混凝土應力計；
第二步，成橋后通車狀態下，進行聯機監測測試，根據動態信號采集設備采集的數據，通過信號處理和快速傅里葉轉換譜分析，獲得橋梁建成后的橋板或橋梁各預制構件和橋梁整體的振動頻率； 第三步，在橋梁運營養護過程中，定期或不定期進行聯機監測，通過信號處理和快速傅里葉轉換譜分析，獲得橋板或橋梁各預制構件、橋板或橋梁整體的振動頻率；根據需要隨時檢測并進行橋板或橋梁及各預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]動態信號采集設備為動態信號采集儀。
[0008]連接線為屏蔽型連接線。
[0009]接線盒設置在橋側面或者橋墩墩頂。
[0010]本發明的快速檢測方法是在裝配式橋梁預制梁的現澆接縫(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力應變測試元件(在縱向鋼筋上安裝振弦式鋼筋應變計，或者沿縱向安裝振弦式混凝土應力計)，采用動態應變儀檢測記錄各測試元件在成橋時和運營期間的動態變化數據。采用快速傅里葉轉換譜分析方法，獲得橋梁的各預制梁和整橋的固有振動頻率。以成橋時橋梁動態測試結果為基礎，通過比對運營期內的橋梁動態測試結果，可分析判斷橋梁的整體受力性能。
[0011]本發明提供的方法在建造裝配式橋梁或者鉸縫大修時預埋振弦式應變計，成橋或維修過后測試初始狀態，分析出各個測點的基頻，此后只需定期打開接線盒連接動態信號測試儀，獲取動態信號，分析出各個測點的基頻，縱向對比判定橋梁整體受力性能的變化情況。整個測試過程中無需中斷交通和安裝傳感器，在正常通車運營情況下，就可以采集動態信號，通過快速傅里葉變換獲得基頻。因而，本發明的方法投入成本低，測試無需中斷交通，可高效地實現橋梁整體受力狀態的連續監控，為橋梁健康狀態評估提供可靠依據，且便于動態掌握橋梁整體受力性能變化情況。
[0012]與現有技術相比，本發明的優點是:
1、本發明采用先進可靠的振弦式鋼筋(混凝土)應力計，預先安裝于裝配式橋梁上部結構現澆接縫內，實現了長期的可靠監測與檢測目標。
[0013]2、本發明采用橋梁實時動態監測，通過動態信號處理并輔以通過信號處理和快速傅里葉轉換譜分析，獲得橋梁各預制構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。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明的實施例一的結構示意圖；
圖2為實施例一中的應變計布置在裝配式空心板橋時的結構平面示意圖；
圖3為圖2的A-A剖視圖；
圖4為本發明的實施例二將應變計布置在裝配式小箱梁橋時的結構示意圖；
圖5為本發明的實施例三將應變計布置在裝配式T梁橋時的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]實施例一
本實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，本發明的裝配式板橋包括并列的多個預制板梁2，相鄰的預制板梁2之間設有梁間接縫3，梁間接縫3內設有應變計I。梁間接縫3指空心板的鉸縫、箱梁或T梁的濕接縫。
[0017]本發明的檢測裝置包括應變計1、屏蔽型連接線10、接線盒8和動態信號測試儀9，在裝配式簡支梁橋跨中梁間接縫3內布置應變計1，將上述應變計I (測試元件)埋置在混凝土內，預留足夠長度的屏蔽型連接線10至橋側面或至橋墩墩頂，并設置測試接線盒8。接線盒8用耐久性材料(比如聚乙烯塑料盒)加以保護。動態信號測試儀9獲得動態信號，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，本發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制構件安裝完成后，在裝配式橋梁預制梁的跨中區域(跨
長的1/2)的現澆接縫(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力應變測試元件，振弦式應力應變測試元件為振弦式鋼筋應變計或振弦式混凝土應力計，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變計，或者沿縱向安裝振弦式混凝土應力計；振弦式應力應變測試元件安裝在裝配式橋梁跨中區域(跨長的1/2)，根據跨度情況，沿縱向在每條現澆接縫內的測試元件數量不少于3個，振弦式應力應變測試元件之間間距以I1=Ilm為宜。
[0019]第二步，成橋后通車狀態下，采用動態信號采集設備檢測記錄各測試元件的動態變化數據。
[0020]具體過程為:橋梁建成后，通車初期進行聯機監測測試，根據動態信號采集設備采集的數據，通過信號處理和快速傅里葉轉換譜分析，獲得橋梁建成后的橋梁各預制構件(預制梁)和橋梁整體的振動頻率。
[0021]第三步，在橋梁運營養護過程中，定期或不定期進行聯機監測，通過信號處理和快速傅里葉轉換譜分析，獲得橋梁各預制構件和橋梁整體的振動頻率；根據需要隨時檢測并進行橋梁及各預制梁固有頻率的對比分析，判別橋梁的整體受力狀況。
[0022]實施例二
如圖4所示，與實施例一不同之處在于，實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)；預制梁2采用的是小箱梁4，應變計I設在小箱梁4之間的梁間接縫3內。
[0023]實施例三
如圖5所示，與實施例一不同之處在于，實施例三適用于裝配式T梁橋(包括加寬的裝配式T梁橋)；預制梁2采用的是T梁5，應變計I設在T梁5之間的梁間接縫3內。
【權利要求】
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制板或梁，相鄰的預制板或梁之間設有梁間接縫，其特征在于:采用的檢測裝置包括振弦式應力應變測試元件、連接線、接線盒和動態信號采集設備，振弦式應力應變測試元件通過連接線依次與接線盒和動態信號采集設備連接； 第一步，在裝配式橋板或橋梁上部預制構件安裝完成后，在現澆接縫中沿縱向安裝振弦式應力應變測試元件；振弦式應力應變測試元件安裝在裝配式橋板或橋梁跨中區域，根據跨度情況，沿縱向在每條現澆接縫內的測試元件數量不少于3個，振弦式應力應變測試元件之間間距為廣3m ;振弦式應力應變測試元件為振弦式鋼筋應變計或振弦式混凝土應力計；現澆接縫中沿縱向安裝振弦式應力應變測試元件，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變計，或者沿縱向安裝振弦式混凝土應力計； 第二步，成橋后通車狀態下，進行聯機監測測試，根據動態信號采集設備采集的數據，通過信號處理和快速傅里葉轉換譜分析，獲得橋梁建成后的橋板或橋梁各預制構件和橋梁整體的振動頻率； 第三步，在橋梁運營養護過程中，定期或不定期進行聯機監測，通過信號處理和快速傅里葉轉換譜分析，獲得橋板或橋梁各預制構件、橋板或橋梁整體的振動頻率；根據需要隨時檢測并進行橋板或橋梁及各預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.根據權利要求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.據權利要求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:動態信號采集設備為動態信號采集儀。
4.據權利要求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.據權利要求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:接線盒設置在橋側面或者橋墩墩頂。
【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 優先權日:2013年10月31日
【發明者】趙順波, 陳記豪, 李曉克, 李長永 申請人:華北水利水電大學