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桥梁结构常见缺陷

意大利热那亚的莫兰迪桥倒塌(阅读更多)及佛罗里达国际大学行人天桥(阅读更多),引起人们对现有及新建桥梁结构的安全性及可靠性的关注。常见的桥梁结构缺陷会影响桥梁结构的整体安全。不同的恶化机制会导致主要的缺陷。发达国家现有的基础设施已接近其最初使用寿命设计的尾声。根据加拿大国家研究委员会在美国,三分之一的加拿大公路桥梁存在一些结构或功能缺陷,剩余使用寿命很短。美国桥梁的条件在没有不同:根据ASCE基础设施成绩单(2017)“美国有614387座桥梁,其中近四分之十的桥梁有50年或更久。2016年,全国56,007座桥梁(9.1%)存在结构缺陷。”

桥梁结构缺陷

设计耐用的桥梁结构

加拿大公路桥设计规范(S6-14 2014的使用寿命75年用于新建桥梁。这在工程术语中意味着什么?这意味着,未来的桥梁应该有令人满意的性能,在耐久性和结构,在拟议的生命周期。为了达到这样的使用寿命,需要仔细审查设计和细节。随之而来的应该是高质量的建设工作。最后,系统维护计划(作为资产管理的一部分)应该存在,以确保在任何时候都能满足性能目标。

桥梁结构常见缺陷

A-上层建筑缺陷

多种退化机制会影响桥梁上部结构(主要是桥面)的完整性。根据桥梁建造中使用的材料的不同,随着时间的推移,会出现不同的恶化机制。

A1-混凝土桥梁结构

SHRP报告S2-R06A总结了一些导致混凝土桥面最常见缺陷的恶化机制,如下:

*腐蚀(阅读更多
*碳化
* Alkali-Silica反应(阅读更多
*高温的影响
*蠕变和收缩
*渗水
*冻结与解冻

A2-钢桥结构

安大略结构检验手册(OSIM 2008)总结了钢桥结构最常见的损伤机制如下:

*腐蚀
*疲劳(低周期和高周期)
*元件和连接处有裂纹
*连接不足
*永久变形(即屈曲、弯曲等)

混凝土缺陷

优子结构缺陷

缺陷也可能发生在子结构构件中,如基础、桥台和桥墩以及挡土墙。

子结构构件可能经历与上层建筑相同的退化机制。混凝土桥墩和桥台会因为钢筋腐蚀、冻融循环和碱-硅反应而劣化。这些组件的性能也可能存在缺陷。

如何检测桥梁结构缺陷?

例行目视检查

目测桥梁构件是识别缺陷和量化缺陷的程度和严重程度的第一步。桥梁的目视检查通常是例行的。例如,在加拿大安大略省,对于跨度超过3米的桥梁,必须每两年进行一次目视检查(两年一次检查)。缺陷被标记和记录。根据恶化的程度,工程师可以建议进行额外的测试(条件调查)。OSIM(2008)为安大略桥梁结构的近距离视觉检查提供了一种综合方法(《安大略结构检验手册》备注

2-详细状况调查

桥梁结构的状态调查通常涉及一系列破坏性试验(锯、切、取岩心样品)。岩心样品用于研究岩心剖面的视觉状况(显示裂缝、腐蚀、分层的迹象),并测试其抗压强度和氯含量。这些方法的主要优点是它们符合大多数规范和指导方针;然而,应该注意的是,取芯增加了破坏已经损坏的结构的机会。总的来说,破坏性试验方法对于确定的位置和范围不是特别理想桥梁结构缺陷在大范围内(如大桥面)。要了解更多关于这些方法的挑战,请阅读混凝土取芯的主要挑战

3 -无损检测

桥梁详细状况检查的无损检测几种无损检测(NDT/NDE),可用于评估桥梁结构中不同结构和非结构构件的存在状态,并确定其位置和程度桥梁结构缺陷.这些方法大都广泛应用于桥面的检验;然而,它们可以用来评估桥台,主要钢筋混凝土大梁。NDT用于桥梁检测的主要优点是可以在相对较短的时间内监测更广泛的区域。该方法是可重复的,这意味着它们是理想的桥梁定期例行检查。这组测试的另一大优点是,它们可以在最小的干预和对结构的破坏下进行。要了解更多关于桥梁检查中最广泛使用的NDT方法,请阅读以下内容:

用于桥面状况详细调查的无损检测

作者:Hamed Layssi,博士,PEng

Layssi博士是一位充满激情的企业家和专业工程师,也是位于安大略省渥太华的FPrimeC Solutions Inc.的联合创始人。欢迎您的加入作为首席结构评估工程师,Layssi博士在基础设施状况评估方面有着丰富的经验。他拥有麦吉尔大学的博士学位。自2014年以来,他是安大略注册专业工程师,并被安大略-渥太华专业工程师分会授予2018年企业家奖。

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  3. 结构损伤的调查

    如果及时进行调查,就能真正预防危险事故的发生。可以看到,很多人死于在道路、水坝、桥梁等建筑中使用的劣质材料。因此,应该不时地进行调查,以确定大坝的确切位置。谢谢。
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