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公路橋梁檢查檢測(cè)技術(shù)重慶交通大學(xué)
范亮2016/3/19Saturday橋梁結(jié)構(gòu)狀況的檢測(cè)與評(píng)價(jià)(特殊檢查的技術(shù)手段)結(jié)構(gòu)狀況的詳細(xì)檢測(cè)+結(jié)構(gòu)檢算檢測(cè)內(nèi)容包括:
梁幾何形態(tài)參數(shù)測(cè)定
橋梁結(jié)構(gòu)恒載變異狀況調(diào)查
橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)件的材質(zhì)強(qiáng)度檢測(cè)與評(píng)定
混凝土中鋼筋銹蝕電位的檢測(cè)
混凝土中氯離子含量的測(cè)定
混凝土電阻率的檢測(cè)
混凝土碳化狀況的檢測(cè)
混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋分布狀況的調(diào)查
橋梁結(jié)構(gòu)固有模態(tài)參數(shù)的測(cè)定
索結(jié)構(gòu)索力的測(cè)量
橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)變位情況調(diào)查
地基與基礎(chǔ)的檢驗(yàn)材料狀況的檢測(cè)與評(píng)價(jià)無(wú)破損、半破損方法綜合運(yùn)用混凝土強(qiáng)度無(wú)損檢測(cè)技術(shù)介紹1.回彈法:用彈簧驅(qū)動(dòng)重錘,通過(guò)彈擊桿彈擊混凝土表面,測(cè)出被反彈回來(lái)的距離,以回彈值(反彈距離與彈簧初始長(zhǎng)度之比)作為與強(qiáng)度相關(guān)的指標(biāo),推定混凝土強(qiáng)度。(1)
回彈儀的使用在洛氏硬度HRC為60±2的鋼砧上,回彈儀率定值應(yīng)為80±2;如有偏差,要對(duì)儀器進(jìn)行維修,不能采取修正的做法。平時(shí)工程檢測(cè)前后,都應(yīng)對(duì)回彈儀做檢查;并按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行儀器的校準(zhǔn)。(2)測(cè)區(qū)的選擇構(gòu)件檢測(cè)部位檢測(cè)要根據(jù)檢測(cè)目的、澆筑時(shí)間、方式等因素綜合考慮?;炷翉?qiáng)度無(wú)損檢測(cè)技術(shù)介紹(3)測(cè)強(qiáng)曲線的選擇專用曲線地區(qū)曲線全國(guó)統(tǒng)一曲線(4)當(dāng)構(gòu)件混凝土抗壓強(qiáng)度大于60MPa時(shí),可采用標(biāo)準(zhǔn)能量大于2.207J的回彈儀,并應(yīng)另行制訂檢測(cè)方法及專用測(cè)強(qiáng)曲線?;炷翉?qiáng)度無(wú)損檢測(cè)技術(shù)介紹2.超聲回彈綜合法(1)測(cè)區(qū)的選擇(2)測(cè)強(qiáng)曲線的選擇:優(yōu)先采用專用或地區(qū)測(cè)強(qiáng)曲線,如無(wú)專用或地區(qū)測(cè)強(qiáng)曲線,經(jīng)驗(yàn)證后可采用統(tǒng)一測(cè)強(qiáng)曲線。混凝土強(qiáng)度無(wú)損檢測(cè)技術(shù)介紹3.
無(wú)破損方法與半破損方法結(jié)合使用回彈—取芯綜合法超聲—回彈綜合法結(jié)合取芯對(duì)舊結(jié)構(gòu)用取芯芯樣修正回彈法或超聲—回彈法測(cè)量結(jié)果。芯樣要反映回彈或“超聲—回彈”測(cè)區(qū)的情況芯樣數(shù)量按部位檢測(cè)不少于3個(gè),按結(jié)構(gòu)或構(gòu)件不少于6個(gè)1n
f
/
fce
r,icu,in:芯樣抗壓強(qiáng)度0i1ffe0r,iccu,i:芯樣測(cè)區(qū)無(wú)損檢測(cè)方法計(jì)算強(qiáng)度值f
'f修正后的某測(cè)區(qū)混凝土強(qiáng)度值為混凝土超聲波測(cè)定儀混凝土試件澆注前智能混凝土超聲波檢測(cè)裝置樣機(jī)混凝土試件測(cè)試結(jié)果示例裂縫寬度觀測(cè)儀橋梁裂縫觀測(cè)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)記錄高解析度照片,通過(guò)專用計(jì)量軟件處理,可計(jì)算得出橋梁裂縫的寬度、長(zhǎng)度。檢測(cè)精度≤0.02mm。系統(tǒng)由配有專門光學(xué)鏡頭的數(shù)碼相機(jī)和專用裂縫計(jì)量軟件處理包組成。測(cè)量距離可達(dá)25m。沖擊-回波測(cè)試儀沖擊回波是根據(jù)應(yīng)力波能夠在材料中傳播的原理設(shè)計(jì)的,基本的測(cè)試方法和超聲波相似。應(yīng)力波:使用轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的應(yīng)力波稱為脈沖回聲法;使用機(jī)械沖擊器產(chǎn)生應(yīng)力波稱為沖擊回波法。通過(guò)應(yīng)力波的強(qiáng)度和發(fā)生時(shí)間測(cè)定缺陷的程度和位置。射線檢測(cè)X射線γ射線紅外熱成像儀可用于快速掃描橋梁結(jié)構(gòu)開裂、缺陷、剝離、滲漏檢查等;測(cè)溫范圍:-20℃~800℃
溫度分辨率:0.03℃
波長(zhǎng):8~12μm
精度:±0.5%(F.R.S)每幅紅外熱圖具有多于76000個(gè)獨(dú)立的溫度測(cè)量點(diǎn)。通過(guò)內(nèi)置的高清晰度的取景器觀察紅外熱圖??蛇x各種紅外光學(xué)鏡頭,包括望遠(yuǎn)、廣角鏡頭??筛鶕?jù)不同的應(yīng)用要求選擇合適的鏡頭。聲發(fā)射技術(shù)聲發(fā)射技術(shù)基于這樣一個(gè)基本的認(rèn)識(shí):大多數(shù)結(jié)構(gòu)材料在受力后出現(xiàn)諸如塑性變形、裂紋開裂、裂紋開展等微結(jié)構(gòu)損傷時(shí),就以聲波的形式釋放能量.它的優(yōu)點(diǎn)是可以對(duì)處于荷載作用狀態(tài)下的橋梁結(jié)構(gòu)材料和結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行檢測(cè)和監(jiān)測(cè)。預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件預(yù)應(yīng)力筋聲發(fā)射傳感器混凝土雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)混凝土成像雷達(dá)
提供一種非破壞性的結(jié)構(gòu)的測(cè)定方法。在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)快速取得數(shù)據(jù)﹐獲得混凝土結(jié)構(gòu)圖像。應(yīng)用﹕混凝土板厚度估算鋼筋定位預(yù)應(yīng)力混凝土管道的探測(cè)混凝土結(jié)構(gòu)中缺陷及不均勻性的探測(cè)雷達(dá)檢測(cè)裝置3鋼筋銹蝕的評(píng)價(jià)技術(shù)混凝土的密實(shí)度、滲水性、含水量、含氯鹽量、碳化深度、保護(hù)層厚度不足和開裂等缺損,是導(dǎo)致鋼筋銹蝕諸多因素,反之,鋼筋銹蝕又促使混凝土進(jìn)一步破損。對(duì)鋼筋銹蝕的評(píng)定技術(shù)可分為直接評(píng)定和間接評(píng)定兩種。直接評(píng)定鋼筋銹蝕技術(shù)
預(yù)埋探測(cè)元件
線性極化電流測(cè)量
半電池電位測(cè)量
局部破損重量、質(zhì)量損失測(cè)量預(yù)埋式耐久性無(wú)損監(jiān)測(cè)傳感系統(tǒng)鋼筋銹蝕率測(cè)定儀鋼筋銹蝕半電池電位測(cè)量法工作原理:利用混凝土中鋼筋銹蝕的電化學(xué)反應(yīng)引起的電位變化來(lái)測(cè)定鋼筋銹蝕狀態(tài)的一種方法。半電池結(jié)構(gòu)示意圖混凝土中鋼筋銹蝕電位的檢測(cè)混凝土中鋼筋銹蝕電位可通過(guò)測(cè)量銅-硫酸銅參考電極與鋼筋-混凝土電極之間電位差確定。鋼筋銹蝕電位測(cè)量值的高低,可直接反映量測(cè)部位混凝土中鋼筋發(fā)生銹蝕的概率或鋼筋正在發(fā)生銹蝕的活動(dòng)性,其評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)見下表。鋼筋銹蝕電位的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)間接評(píng)定鋼筋銹蝕技術(shù)
保護(hù)層測(cè)量
混凝土電阻率測(cè)量
氯離子含量測(cè)量
碳化深度測(cè)量
透氣性測(cè)量混凝土保護(hù)層厚度檢測(cè)根據(jù)測(cè)量部位實(shí)測(cè)保護(hù)層厚度特征值D
與其設(shè)計(jì)值D
的比ndne值,評(píng)判混凝土保護(hù)層厚度對(duì)結(jié)構(gòu)鋼筋耐久性的影響?;炷帘Wo(hù)層厚度對(duì)結(jié)構(gòu)鋼筋耐久性的影響評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)混凝土電阻率的檢測(cè)混凝土的電阻率是控制混凝土中鋼筋銹蝕速率的因素之一,混凝土電阻率小,鋼筋銹蝕發(fā)展速度快。因此,測(cè)量混凝土電阻率可間接評(píng)判鋼筋的可能銹蝕速率。混凝土電阻率的檢測(cè)原理2dV
Iaaa電阻率測(cè)試儀式中
v——電壓電極間所測(cè)電壓探頭柄“電壓”探頭“電流”探頭I——電流電極間通過(guò)的電流混凝土d——
電極間距混凝土電阻率測(cè)試技術(shù)示意圖混凝土電阻率對(duì)鋼筋銹蝕影響程度的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)混凝土中氯離子含量的測(cè)定混凝土中的氯離子可誘發(fā)并加速鋼筋銹蝕,測(cè)量混凝土中氯離子含量可間接評(píng)判鋼筋銹蝕活化的可能性?;炷林械穆入x子含量,可采用現(xiàn)場(chǎng)按混凝土不同深度取樣,通過(guò)對(duì)樣品進(jìn)行化學(xué)分析的方法加以測(cè)定。測(cè)定結(jié)果須能反映氯離子在混凝土中隨深度的分布。根據(jù)鋼筋處的混凝土氯離子含量,可按下表評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)確定其對(duì)鋼筋銹蝕的影響程度。氯離子含量對(duì)鋼筋銹蝕影響程度的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)混凝土中氯離子含量的測(cè)定(1)
取樣部位和原則結(jié)構(gòu)工作環(huán)境條件、質(zhì)量狀況有明顯差異的部位。(2)
取樣方法和數(shù)量分層收集每個(gè)測(cè)區(qū)鉆孔≥3個(gè)。鉆頭同一測(cè)區(qū)≥25g。(3)樣品的分析滴定條法混凝土粉末塑料袋試驗(yàn)室化學(xué)分析法鉆孔取混凝土粉末的方法混凝土碳化狀況的檢測(cè)?
鋼筋在混凝土內(nèi)處于堿性保護(hù)的鈍化狀態(tài),混凝土碳化將造成鋼筋失去保護(hù),當(dāng)外界條件成熟,鋼筋就會(huì)發(fā)生銹蝕。因此,檢測(cè)混凝土碳化深度可間接的評(píng)判鋼筋的可能銹蝕狀態(tài)。?混凝土碳化狀況的檢測(cè)可采用在混凝土新鮮斷面觀察酸堿指示劑反應(yīng)厚度的方法?;炷撂蓟疃葘?duì)鋼筋銹蝕及材料強(qiáng)度均有一定影響。評(píng)判時(shí)可取構(gòu)件的碳化深度平均值與該類構(gòu)件保護(hù)層厚度平均值之比,并考慮其離散情況,進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)見下表。混凝土碳化深度對(duì)鋼筋銹蝕影響的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)4幾項(xiàng)專項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)索結(jié)構(gòu)索力的測(cè)量
結(jié)構(gòu)恒載應(yīng)力的測(cè)量
預(yù)應(yīng)力筋定位及管道壓漿狀況檢測(cè)
預(yù)應(yīng)力損失的推測(cè)纜索、吊桿內(nèi)力檢測(cè)吊桿采
集
系統(tǒng)加
速
度傳感器結(jié)構(gòu)恒載應(yīng)力的量測(cè)結(jié)構(gòu)應(yīng)力含永久荷載(恒載)和可變荷載引起的兩部分應(yīng)力。
取芯釋放法
狹槽應(yīng)力恢復(fù)法
盲孔松馳加壓法“盲孔松弛—加壓法”原理:通過(guò)對(duì)構(gòu)件進(jìn)行鉆孔,使其表面應(yīng)力局部釋放;再?gòu)目變?nèi)施壓,使孔邊產(chǎn)生已知的應(yīng)力迭加。用預(yù)先布置在孔邊的應(yīng)變片(花)測(cè)量出鉆孔前后產(chǎn)生的應(yīng)變?cè)隽浚ㄋ沙趹?yīng)變)及孔內(nèi)加壓前后產(chǎn)生的應(yīng)變?cè)隽?加壓應(yīng)變);用檢測(cè)裝置的傳感器量出孔內(nèi)壓力,按照彈性理論,推算出原孔位處實(shí)際存在的應(yīng)力和彈性模量值?!懊た姿沙凇訅悍ā泵た讘?yīng)變片o圖1、單向應(yīng)力測(cè)量“盲孔松弛—加壓法”2盲孔應(yīng)變片o112圖2、已知方向的雙向應(yīng)力測(cè)量盲孔松弛—加壓法245應(yīng)變片盲孔45o112圖3、未知方向的雙向應(yīng)力測(cè)量預(yù)應(yīng)力筋定位檢測(cè)技術(shù)雷達(dá)測(cè)試過(guò)程雷達(dá)測(cè)試結(jié)果預(yù)應(yīng)力鋼筋壓漿飽滿度檢測(cè)
真空抽氣加壓法
沖擊回波法
X射線法
γ射線法
聲波法
探地雷達(dá)法沖擊回波法沖擊回波法測(cè)試過(guò)程經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè),用沖擊回波厚度成像的方法可以區(qū)分梁中砼孔道的灌漿完全密實(shí)和完全未灌漿兩種情況。X射線法計(jì)算機(jī)斷層成像技術(shù),CT成像技術(shù)首先通過(guò)對(duì)三維物體的某一截面進(jìn)行掃描,采集與物體截面結(jié)構(gòu)相關(guān)的數(shù)據(jù)集合,然后再對(duì)這些數(shù)據(jù)集合根據(jù)一定的數(shù)學(xué)原理進(jìn)行逆運(yùn)算而獲取與物體截面結(jié)構(gòu)一一對(duì)應(yīng)的參數(shù)值,最后通過(guò)顯示技術(shù)從參數(shù)值來(lái)最終恢復(fù)物體的截面圖像。X射線照影圖聲波法對(duì)于預(yù)應(yīng)力混凝土管道壓漿質(zhì)量檢測(cè)也可采用聲波反射技術(shù)和聲波散射技術(shù),對(duì)管道的壓漿飽滿程度進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。檢測(cè)方法里程編號(hào)超磁聲波反射法梁型長(zhǎng)度T型梁20米檢測(cè)時(shí)間編號(hào)上行線3-1上1號(hào)鋼束(7股鋼絞線)1
.
00
.
81.00.80.60.40.20.0各股鋼絞線彈性波衰減曲線
0
.
60
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40
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20
.
001234567891
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0
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06
04
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008
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00鋼束壓漿包裹比例01234567891
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11
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0波紋管壓漿密實(shí)性反演圖象01234567891
0
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2
0中2號(hào)鋼束(6股鋼絞線)1.00.81.00.80.60.40.20.0各股鋼絞線彈性波衰減曲線
0.60.40.20.0012345678910111213141516171819201
0
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06
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001
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06
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02
00鋼束壓漿包裹比例01234567891
01
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51
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0波紋管壓漿密實(shí)性反演圖象024681
01
21
41
61
82
0下3號(hào)鋼束(6股鋼絞線)1.00.81.00.80.60.40.20.0各股鋼絞線彈性波衰減曲線
0.60.40.20.0012345678910111213141516171819201
0
08
06
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001
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08
06
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00鋼束壓漿包裹比例01234567891
01
11
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41
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0波紋管壓漿密實(shí)性反演圖象01234567891
0
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1
1
2
1
3
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4
1
5
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6
1
7
1
8
1
9
2
0經(jīng)檢測(cè):鋼絞線連續(xù)完整無(wú)繃斷現(xiàn)象;
2號(hào)鋼束壓漿包裹比例均大于70%;1號(hào)鋼束
1.5~2m、18.5~19m鋼束壓漿包裹比例低于70%;3號(hào)鋼束
17.5~18m鋼束壓漿包裹比例低于70%。建議對(duì)鋼束壓漿包裹比例小于70%的部位進(jìn)行相應(yīng)工程處治。結(jié)論與建議探地雷達(dá)法
電磁波在空洞的上下表面分別反射,故在空洞位置所出現(xiàn)的兩波顏色較深,塑料對(duì)電磁波并不造成阻礙作用,所以對(duì)試件檢測(cè)的結(jié)果與混凝土既有橋梁的空洞檢測(cè)結(jié)果很類似;
探地雷達(dá)非常適用于塑料波紋管中管道灌漿情況的檢測(cè),是一種方便、快捷、準(zhǔn)確的方法。橋梁下部結(jié)構(gòu)狀況診斷動(dòng)力法鉆孔取芯法水下攝影超聲相控陣檢測(cè)橋梁結(jié)構(gòu)水下基礎(chǔ)的超聲相控陣檢測(cè)超聲相控陣檢測(cè)技術(shù)原理通過(guò)控制換能器陣中各陣元的激勵(lì)(或接收)脈沖的時(shí)間延遲,改變由各陣元發(fā)射(或接收)聲波到達(dá)(或來(lái)自)物體內(nèi)某點(diǎn)時(shí)的相位關(guān)系,達(dá)到聚焦和聲束偏轉(zhuǎn)的效果,實(shí)現(xiàn)聲成像的技術(shù)。橋梁結(jié)構(gòu)水下基礎(chǔ)的超聲相控陣檢測(cè)檢測(cè)裝置橋梁結(jié)構(gòu)水下基礎(chǔ)的超聲相控陣檢測(cè)缺陷信號(hào)的采集及顯示橋梁健康監(jiān)測(cè)技術(shù)1.問題的提出
大量特大橋的建設(shè)處于交通關(guān)鍵樞紐,其運(yùn)營(yíng)安全直接影響到交通的暢通
大量在用橋梁存在不同程度的隱患,需要及時(shí)掌握其安全狀況1.問題的提出跨越長(zhǎng)江的橋梁共78座,其中拱橋17座,梁橋21座,斜拉橋24座,懸索橋16座。1.問題的提出跨越黃河的橋梁88座,其中拱橋9座,梁橋61座,斜拉橋3座,懸索橋15座。1.問題的提出跨海橋梁22座,其中梁橋11座,斜拉橋7座,懸索橋4座。1.問題的提出橋梁事故的社會(huì)危害大,影響惡劣2
目的
為養(yǎng)護(hù)管理提供決策依據(jù)
結(jié)構(gòu)安全預(yù)報(bào)警
行車安全報(bào)警
驗(yàn)證設(shè)計(jì)、施工3
系統(tǒng)的基本構(gòu)成
橋梁環(huán)境、荷載監(jiān)測(cè)
結(jié)構(gòu)特性參數(shù)監(jiān)測(cè)
結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)
專項(xiàng)監(jiān)測(cè)
橋梁狀態(tài)評(píng)估引
橋
監(jiān)
測(cè)
子
系
統(tǒng)
所
需
監(jiān)
測(cè)
項(xiàng)
目引橋沉降引橋線形引橋動(dòng)
橋墩
關(guān)鍵
預(yù)應(yīng)力筋預(yù)應(yīng)力筋高墩區(qū)傾沖刷
截監(jiān)面力監(jiān)測(cè)
監(jiān)測(cè)
特性應(yīng)變
壓力
銹蝕
斜監(jiān)測(cè)測(cè)試測(cè)測(cè)測(cè)梯
形
陽(yáng)
極
系
統(tǒng)車
輛
稱
重
系
統(tǒng)橋
塔
陰
極
保
護(hù)各
子系
統(tǒng)獨(dú)
立建
設(shè)完
成后
,數(shù)
據(jù)納
入健
康監(jiān)
測(cè)系
統(tǒng)風(fēng)
速
風(fēng)
向
監(jiān)
測(cè)環(huán)
境
溫
度
監(jiān)
測(cè)環(huán)
境
濕
度
監(jiān)
測(cè)大
橋工
作環(huán)
境監(jiān)
測(cè)杭
州
灣
跨
海
大
橋安
全
監(jiān)
測(cè)
系
統(tǒng)鋼
管
樁
銹
蝕
監(jiān)
測(cè)系
統(tǒng)大橋
大橋
大橋橋墩關(guān)鍵截面拉索
拉索拉索安全橋梁
橋梁
箱梁
結(jié)構(gòu)沉降線形動(dòng)力沖刷狀況監(jiān)測(cè)索力銹蝕支伸縮縫監(jiān)測(cè)內(nèi)濕
溫度監(jiān)
監(jiān)測(cè)座狀況監(jiān)測(cè)度監(jiān)測(cè)
監(jiān)測(cè)
特性監(jiān)測(cè)
監(jiān)測(cè)測(cè)試測(cè)試航
道
橋
監(jiān)
測(cè)
子
系
統(tǒng)
所
需
監(jiān)
測(cè)
項(xiàng)
目4
系統(tǒng)建立中關(guān)注的問題系統(tǒng)分階段實(shí)施原則橋梁健康與安全監(jiān)控系統(tǒng)自身也有使用期及壽命的問題,而且由于系統(tǒng)大多使用電子設(shè)備,在惡劣環(huán)境中損壞的可能性更大;有些結(jié)構(gòu)部位參數(shù)在橋梁建成初期,也不會(huì)有明顯變化。因此可以根據(jù)橋梁的實(shí)際情況采取分階段實(shí)施的方案,這樣不僅可以節(jié)省費(fèi)用,還可以延長(zhǎng)系統(tǒng)使用周期。4
系統(tǒng)建立中關(guān)注的問題
監(jiān)測(cè)系統(tǒng)自診斷功能傳感器在惡劣的環(huán)境中,穩(wěn)定性不易控制,而且有些傳感器的壽命不是很長(zhǎng),低于橋梁的使用壽命,因此在對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析之前,必須對(duì)傳感器自身的健康狀況進(jìn)行分析。
在線監(jiān)測(cè)與定期檢查檢測(cè)相結(jié)合在線監(jiān)測(cè)所測(cè)試的參數(shù)有限,且測(cè)點(diǎn)較多造成系統(tǒng)過(guò)于龐大和復(fù)雜,也不一定能反應(yīng)橋梁結(jié)構(gòu)的全部情況,因此需將在線檢測(cè)和定期監(jiān)測(cè)相結(jié)合,在系統(tǒng)研發(fā)時(shí)應(yīng)給予考慮。
在線采集制度為了減少冗余信息,提高測(cè)試數(shù)據(jù)的可用性以及后續(xù)分析的效率,應(yīng)制定合理的采集制度(如定時(shí)間段采樣以及定閥值采樣)。
設(shè)備具有自檢和校準(zhǔn)功能包括自動(dòng)調(diào)零、自動(dòng)故障與狀態(tài)檢驗(yàn)、自動(dòng)校準(zhǔn)、自診斷等。智能
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