桥梁在一个国家的交通运输和经济发展中占有重要位置,
桥梁安全检测和数据采集是保证桥梁安全运营的重要手段。通过检测技术可以及时掌握桥梁的运营状况,测定桥梁几何量的变化和大小,收集桥梁结构在运营过程中的整体线形变化数据,了解桥梁结构内力的变化,分析变形的原因,确定
桥梁维修、
加固和改建的先后顺序。从而避免桥梁垮塌和失效,降低事故的发生率,合理分配桥梁养护和加固维修资金,确保桥梁安全运营,延长使用寿命,最大程度地减小桥梁事故造成的损失。
关键词:桥梁检测;数据检测;数据采集;数据处理
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桥梁检测以及数据采集工作存在的问题
检测数据采集工作通常情况下均指对桥梁状态参数进行测量、参数距离以及各种参数整理。从桥梁检测的实际情况来分析,可以将其分成内业数据与外业数据采集这两方面。内业数据采集工作包含了数据测量、数据记录和数据整理等方面,是数据分析处理的基本模式之一。想要保证数据处理结果的科学性,必须要保证测量过程的科学性及测量结果的有效性。内业的数据处理工作通常都包含数据管理、数据分类以及各种数据综合分析等,所以全工作流程都必须要保持条理性,并且事情处理效率必须要满足测量的基本要求。对普通桥梁来说,检测过程也代表大量数据的诞生,如果采取常见的数字资料记录方式来记录这些测量数据,不仅十分繁琐,同时出现错误的几率也会大大提升,因为数据不精准等问题返工,影响检测工期。为了方便计算机的后期处理工作,必须完善数据采集流程,保证数据使用的便捷性以及数据采集的精确性,工作人员必须将信息及数据的数字化时间提前,保证后续工作可以正常开展。
2桥梁检测的内容
桥梁检测的内容比较多,从方法上可分为
静载试验、
动载试验和
无损检测。根据检查的重要程度不同以及时间间隔的长短,桥梁检查工作又可分为经常检查、定期检查和特殊检查。经常性的检查是日常工作,以目测为主,配以简单的工具,一般每个月至少一次。定期检查必须接近各部件仔细进行检查其缺损情况,可每半年或一、两年进行一次,最多不超过三年。特殊检查一般要较为详细地检查桥梁结构各个部位的使用状况,对结构损坏部位进行接触量测、标记、安设检测仪器的检查,需要动用特殊的机械设备与测量仪器。桥梁检测的具体内容是在外观上对桥梁表面及内部的缺损情况进行评估,以及对桥梁的一些重要参数如变形、挠度、应变、裂缝等进行准确测量。
桥梁性能相关参数的检测。
与桥梁的运营性能有关的参数主要有:
静态参数如变形、挠度、应变、裂缝等;动态参数如固有频率、振型、动力响应等;材料参数如
混凝土强度、均匀性、耐久性等,这些参数都是反映桥梁结构性能的重要参数。从这些参数的数值大小可以基本确定桥梁的状态以及导致桥梁出现问题的原因,也可以测出这些参数,分析得出结构的强度、刚度及抗裂性能,据此判断桥梁的承载能力。
3数据采集处理技术
3.1采集
桥梁检测工作可分为外业数据采集和内业数据处理两大内容。数据采集工作包括数据量测、数据记录、数据整理等环节,内业数据处理包括数据管理、数据分类、数据质量评价、数据分析、参数估计等。所有这些工作,如使用手工完成,其工作量很大、耗时较多且可靠性不高。为此,近年来各种数据采集,正加速从手工机械模拟、电测模拟向数字化传感器方向发展。桥梁检测中的多数应变测量、测力、高差、长度、角度测量的精密传感器,均已逐步向数字化方向过渡,使得这些量的采集、记录和实时处理、传输一体化的“全数字化作业”方式成为可能。对于运用数字水准仪、全站仪作为桥梁检测中的精密高差、距离和角度传感器,目前已经发展到了较高的技术水平,基本可实现测量、记录、预处理以及某些内业处理可直接在仪器上完成。与全站仪和数字水准仪相比,总体上讲,桥梁检测中的其他数字传感器(包括光纤传感器)系统还处于较低的水平,存在较大的改进空间。
3.2观测数据处理
要使变形测量工作作为运营管理的信息,起到指导工程安全运营、合理发挥工程效益的作用,除了进行现场观测取得第一手资料外,还必须进行观测资料的整理与分析。资料整理和整编包括:1)校核原始记录,检查变形值的计算结果。2)对各观测点按时间填写变形值,并绘制观测点变形值过程线,也就是以时间为横坐标,以累计变形值(位移、沉降、挠度等)为纵坐标绘制曲线,这些曲线能明显地反映出变形的趋势、规律和幅度,这对初步判断桥梁工作情况是否正常非常有用。3)绘制桥梁变形分布图,可按剖面绘制或绘制变形值等值线图。观测资料的分析:主要分析归纳桥梁变形过程、变形规律、变形幅度,分析建筑物变形的原因,变形值与引起变形因素之间的关系,进而判断桥梁的工作情况是否正常。在积累大量观测数据后,又可进一步找出桥梁变形的内在原因和规律,从而修正设计理论和设计所采用的经验系数,这一阶段的工作可分为:1)成因分析(定性分析):是对结构本身(内因)与作用在桥梁上的荷载(外因)以及测量本身加以分析、考虑,确定变形值变化的原因和规律性。2)统计分析:根据成因分析,对实测资料加以统计,从中寻找规律,并导出变形值与引起变形的有关因素之间的函数关系,一般采用一元回归和多元回归的方法。3)变形值预报和安全判断:在成因分析和统计分析基础上,可根据求得的变形值与引起变形因素之间的函数关系,预报未来变形值的范围,并判断建筑物的安全程度。
4结语
经济的不断发展,使各行各业对桥梁运输的依赖性更强。但是许多桥梁的设计标准以及桥梁荷载能力都已经不能满足当前社会发展的需求,必须对其进行完善。桥梁检测工作可以全方位的了解桥梁结构的情况,为桥梁日常养护及维修工作提供可靠的数据支持,进而提升桥梁质量。桥梁检测是工作量较大且数据产生量较多的工作,所以如何在保证不影响检查质量的基础之上提升检查速度与检查质量,更好的对检测数据进行整理与保存,让数据可以在未来发挥更大的作用,提升检测质量,减少桥梁事故发生的机率具有十分重要的意义。
参考文献
[1]桥梁检测技术的发展与前景[J].甘小龙.科技经济导刊.2017(26)
[2]影响桥梁检测质量的主要因素及管理措施分析[J].王莉,吴俊.科技展望.2017(11)
[3]桥梁检测技术发展趋势[J].闵凡华.民营科技.2017(02)