¿Tecnología y aplicación de inspección de puentes de hormigón?
Con el desarrollo de la economía, cada vez se construyen más puentes de hormigón en las carreteras urbanas y rurales. Durante el proceso de construcción de puentes de hormigón, debido a defectos en los propios materiales, errores de construcción, erosión del entorno de uso y otras razones, muchos puentes han resultado dañados con la extensión del tiempo de uso y los costos anuales de mantenimiento y reconstrucción han aumentado año tras año. por año. Puentes como el puente Dabeiyao y el paso elevado Xizhimen en Beijing fueron reacondicionados, desmantelados y reconstruidos menos de 20 años después de su construcción, desperdiciando mucho dinero. Por lo tanto, la detección de la calidad de los puentes es una tarea muy importante para evitar el desperdicio de fondos y reducir los accidentes de ingeniería. La tecnología de detección en esta área ha atraído cada vez más atención.
La inspección del estado de la estructura de un puente es un proceso de detección, prueba, evaluación y evaluación de la capacidad de carga de estructuras de puentes nuevas y existentes, la calidad del material y el rendimiento de los componentes, y los daños y defectos existentes. El contenido principal incluye dos aspectos principales: por un lado, es la detección del desempeño general y la condición funcional de la estructura del puente recién construido, incluida la identificación de la capacidad de carga estructural y el desempeño del servicio; prevención de desastres y resiliencia del puente existente durante su período de operación, incluso durante su uso. Por otro lado, es la prueba de rendimiento de los materiales estructurales del puente, incluidas las propiedades físicas, químicas y mecánicas de los materiales estructurales del puente. Por otro lado, se trata de probar las diversas propiedades de los materiales estructurales de puentes, incluidas las propiedades físicas, químicas y mecánicas de los materiales, así como el análisis y juicio de las causas de los defectos.
1. Instrumentos y equipos para la inspección de puentes
Los instrumentos, equipos, componentes de detección y tecnologías para la inspección de puentes son garantías importantes para la inspección de puentes y deben ser científicas y precisas. En las pruebas experimentales de carga estática y carga dinámica, los principales contenidos de la prueba incluyen la magnitud de la fuerza, la distribución y magnitud de diversas tensiones en la sección transversal estructural, el daño local de la estructura y la tensión dinámica, características de vibración natural. , parámetro de deflexión dinámica de la estructura bajo la acción de carga dinámica, etc.
Los instrumentos de prueba incluyen probadores eléctricos, instrumentos ópticos, instrumentos de elevación, instrumentos de prueba mecánicos, servoinstrumentos, etc. Los instrumentos específicos incluyen lectura directa, grabación automática, analógica y digital. En la inspección de puentes, es necesario seleccionar razonablemente el alcance, la precisión, la sensibilidad y la estabilidad en el sitio y la capacidad antiinterferente del instrumento. El instrumento debe ser lo más simple posible, liviano y fácil de transportar, y duradero, que cubra una gran superficie. variedad de usos. La selección específica debe basarse en el entorno donde se encuentra el puente y los requisitos de medición de parámetros específicos. Los instrumentos de prueba de uso común incluyen dinamómetros, galgas extensométricas, medidores de desplazamiento, inclinómetros, medidores de vibraciones, etc.
2. Inspección de la capacidad portante estructural y desempeño en servicio de puentes nuevos y existentes.
La inspección de la capacidad portante estructural y desempeño en servicio de puentes nuevos y existentes es principalmente para la aceptación de nuevos Puentes y aceptación de puentes existentes. Evaluación de puentes después de diversos peligros.
Las pruebas integrales de rendimiento de las estructuras de puentes de carreteras se pueden dividir en pruebas de carga estática y pruebas de carga dinámica según el estado de tensión. La prueba de carga estática del puente consiste en aplicar la carga estática a la posición designada del puente y probar el desplazamiento estático, la tensión estática, las grietas y otros parámetros de la estructura, para inferir el rendimiento de trabajo y el rendimiento de servicio del puente. estructura bajo la carga; la prueba de carga dinámica debe utilizar un determinado método de excitación que excita la vibración de la estructura del puente y determina la frecuencia natural, la amortiguación, la forma de la vibración, el coeficiente de impacto dinámico, la tensión de desplazamiento y otros parámetros de la estructura del puente para determinar. la rigidez general de la estructura del puente y la rigidez general de la estructura del puente. Para determinar la rigidez general y el rendimiento de conducción de la estructura del puente. Aunque la prueba de carga estática y la prueba de carga dinámica son diferentes en términos de propósito y contenido de la prueba y son dos tipos de pruebas, son igualmente importantes para analizar y comprender de manera integral el desempeño de trabajo de la estructura del puente.
Desde la perspectiva de las consecuencias del ensayo sobre la estructura, los ensayos de puentes se pueden dividir en ensayos destructivos y ensayos no destructivos. En términos generales, existen algunos problemas específicos en las pruebas destructivas de prototipos estructurales, tanto en términos de costo como de método. Es especialmente más difícil cuando la estructura entra en la etapa de pruebas destructivas, por lo que las pruebas no destructivas se utilizan principalmente para las pruebas de calificación. .
Sin embargo, en algunos casos, para lograr el propósito predeterminado de la prueba, a menudo es necesario realizar pruebas destructivas para captar el comportamiento estructural, la forma de falla y otros datos de prueba de la estructura de prueba desde la etapa elástica hasta la etapa plástica. o incluso la etapa de falla, los modelos estructurales se utilizan a menudo en este momento como objeto, se lleva a cabo en el laboratorio para que la carga, el control, la medición y el análisis se puedan realizar de manera más conveniente y factible, de modo que las leyes de importancia general. se puede resumir y aplicar a prototipos estructurales.
Según la duración de la prueba, se puede dividir en prueba de larga duración y prueba de corta duración. Las pruebas de identificación y las pruebas de investigación generales utilizan principalmente métodos de prueba a corto plazo. Sólo aquellos factores que influyen y que deben observarse durante mucho tiempo, como la contracción y la fluencia de las estructuras de hormigón, el asentamiento de los cimientos de puentes, etc., utilizan pruebas a largo plazo. métodos. Además, para estructuras de puentes grandes o estructuras de puentes recién construidas, a menudo se utilizan métodos de observación a largo plazo o inspección regular para acumular datos de rendimiento a largo plazo de estas estructuras.
3. Diversas pruebas de rendimiento del material estructural de puentes concreto
El concreto es uno de los materiales estructurales para puentes más utilizados en mi país, está hecho de cemento, arena, grava,. agua y Los materiales mezclados compuestos de aditivos y aditivos forman resistencia a través de procesos como pesaje, mezcla, transporte, vertido, moldeado y curado. Debido a la complejidad de los materiales constituyentes y la diversidad de los procesos. Como resultado, las propiedades físicas y mecánicas del hormigón después del fraguado y endurecimiento pueden diferir mucho de las del diseño. En la actualidad, para la calidad del concreto, probamos principalmente el desempeño del concreto desde varios aspectos. Uno es detectar la resistencia del concreto y si cumple con los requisitos de diseño; el segundo es detectar los defectos causados por los componentes del concreto y detectar si; afecta la capacidad de carga estructural, el tercero es detectar Detectar las dimensiones geométricas de los componentes de concreto, la ubicación y cantidad de barras de acero internas, las condiciones de corrosión, etc., y detectar si el tamaño de los componentes y el refuerzo cumplen con los requisitos de diseño y especificaciones; También existe la detección de otras propiedades de los componentes de hormigón, incluido el rendimiento de aislamiento térmico del edificio, el rendimiento de impermeabilidad y el rendimiento de aislamiento acústico y otras propiedades físicas.
3.1 Determinación de la resistencia del hormigón.
Para la determinación de la resistencia del hormigón, los métodos de prueba actuales incluyen principalmente el método de rebote, el método ultrasónico, el método combinado de rebote ultrasónico, el método de penetración, el método de extracción, el método de fractura, el método de prueba de perforación con núcleo, etc. . El método de rebote, el método ultrasónico y el método combinado son métodos de prueba no destructivos que utilizan la relación entre algunas cantidades físicas del concreto y la resistencia estructural para medir la resistencia del concreto. Los instrumentos utilizados son simples y fáciles de operar, y se usan más comúnmente en. La ingeniería extensa en el sitio; el método de penetración, el método de dibujo, el método de fractura y el método de muestreo de núcleos de perforación son métodos semidestructivos que causarán una cierta cantidad de daño a la estructura, limitados por el número y alcance de las pruebas. con menor énfasis y menos importancia. Generalmente, se seleccionan componentes pequeños y sin importancia con tensiones pequeñas para un pequeño número de pruebas para corregir la resistencia del hormigón medida por el método no destructivo.
3.2 Inspección de defectos de materiales de los componentes.
Los defectos comunes en los componentes incluyen grietas, desconchados, desconchados, segregación entre capas, formación de panales, huecos, erosión ambiental, corrosión de barras de acero, etc. Entre ellos, los defectos expuestos de los componentes se pueden inspeccionar visualmente con la ayuda de herramientas adecuadas o herramientas de medición y otros equipos auxiliares. El método de velocidad de pulso ultrasónico se puede utilizar para detectar grietas, huecos, inclusiones de escoria y daños por fuego en acero, soldaduras y hormigón. El método de detección de ondas acústicas se refiere al uso de una herramienta para golpear un componente y escuchar la diferencia de sonido para determinar si hay daños en el componente. Este método es relativamente simple y es un medio de uso común en la detección general. El método del eco electromagnético que utiliza un radar de impulsos es un método eficaz para detectar tableros de puentes de hormigón pavimentados con asfalto. Las cámaras termográficas infrarrojas también se pueden utilizar para medir la energía infrarroja irradiada desde varias partes del componente de concreto y formar una imagen térmica basada en la distribución del campo de temperatura en la superficie del componente, para ver intuitivamente los defectos discontinuos. existente en la unión entre el hormigón y la estructura.
3.3 Detectar las dimensiones geométricas de los componentes de hormigón, la ubicación, cantidad y estado de corrosión de las barras de acero internas.
Las dimensiones geométricas de los componentes de hormigón se pueden medir utilizando herramientas de medición de longitud simples, como barras métricas; el método de medición magnético se utiliza para detectar las barras de acero internas en el hormigón, que se basa en la influencia de las barras de acero. o piezas de hierro incrustadas en el campo magnético, puede detectar principalmente parámetros como la ubicación, el diámetro, el espaciado de los estribos y el espesor de la capa protectora de concreto para verificar si se cumplen los requisitos de diseño y el espesor de la capa protectora.
Requisitos de especificación; las barras de acero internas de los componentes de concreto se pueden detectar eléctricamente para detectar el estado de modificación de las barras de acero, o detectar indirectamente la resistividad, la alcalinidad y el contenido de medios corrosivos en el concreto, y luego detectar el estado de corrosión de las barras de acero. en el concreto.
3.4 Otros ensayos de comportamiento de componentes de hormigón. Las propiedades físicas, como el rendimiento térmico, el rendimiento de impermeabilización y el rendimiento de aislamiento acústico de los componentes de hormigón, se pueden probar mediante varios instrumentos.
4. Evaluar e identificar o fortalecer la estructura en función de los resultados de las pruebas.
Evaluar e identificar el puente a través de varios resultados de las pruebas. Primero, investigar el entorno y el estado actual del puente para obtener el estado de mantenimiento y reparación del puente y los desastres que ha sufrido, luego comprender el diseño del puente, familiarizarse con los planos de construcción arquitectónicos y estructurales y probar el rendimiento; de materiales de hormigón estructural, como se mencionó anteriormente. Se prueban resistencia, tamaño, refuerzo, defectos y otras propiedades para ver si cumplen con los requisitos del diseño y las especificaciones con base en los resultados del estudio y las pruebas de materiales, se establece un modelo de cálculo para calcular; si se cumplen los requisitos de capacidad de carga y deformación mediante pruebas de carga estática y dinámica, se prueba el puente para cargas y rendimiento bajo carga.
Cuando la estructura del puente no puede cumplir con los requisitos de capacidad portante y capacidad de tráfico (aumento del volumen de tráfico, post-desastre, etc.), el puente necesita ser reforzado o modificado técnicamente. Las soluciones técnicas de refuerzo comúnmente utilizadas incluyen reducir la carga muerta, fortalecer miembros clave, agregar nuevos miembros, mejorar el sistema de tensión de la estructura original o fortalecer los principales componentes estructurales que soportan carga para lograr el propósito de mejorar la capacidad de carga general del puente. transformación técnica de uso común Esto incluye refuerzo estructural para cumplir con los requisitos de capacidad de carga, ampliación de la plataforma del puente para cumplir con los requisitos de capacidad de carga y mejora del rendimiento de la tensión estructural para cumplir con los requisitos de uso. El refuerzo del puente y la transformación técnica deben combinarse con los resultados de los datos de las pruebas para obtener una solución económica y viable.
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