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桥墩水下基础检测作业技术方案

发布日期:2023-6-8 10:50:26    人气:51    栏目:行业新闻

        水下基础冲刷是水下桥墩的重要病害形式。桥墩及基础影响原水流的方向,导致水流在基础周围迅速改变,带走基础下面及周围的土,引起冲刷病害。冲刷会改变结构的受力状态,对桥梁的使用安全有显著影响。冲刷形态分为一般冲刷与局部冲刷2种。一般冲刷通常由河道输        沙不平衡或泥沙超限开挖所致,局部冲刷主要由建造水工结构物所致。桥墩结构属于水工结构物,其基础冲刷属于局部冲刷。

        铁路桥梁水下桥墩的使用条件和使用环境比水上结构更为恶劣,极易造成损伤和发生病害,从而导致桥梁承载力和耐久性降低,严重时危及铁路行车安全和运营寿命。部分铁路桥梁水下桥墩因使用年限长、周边环境变化大、人为采砂等原因,尤其是受暴雨、洪水、浮冰撞击等影响,不同程度地存在着安全隐患。为了预防和避免严重事故,对铁路桥梁水下桥墩进行定期体检,及时掌握其健康状况,开展铁路桥梁水下桥墩检测技术研究势在必行。

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        在大量检测实践的基础上,研究确定了水下桥墩检测的6项主要内容:外观检查、结构测量、地形地貌、水文检测、无损检测和振动测试。水中结构在施工时一般条件较困难,施工精度也不易控制,施工完成后的结构物可能与原设计有一定的误差。通过对结构的外形轮廓尺寸进行测量并与原设计对比,掌握结构实际的结构尺寸和使用状态。

        1)墩台、基础外轮廓尺寸

        主要测量结构的长度、宽度和高度,圆形或圆端形桥墩测量其周长或直径,绘制得到结构的三维尺寸。宜采用专用工具测量,水下测量常用的设备仪器及工具包括水下摄像系统、钢尺和卷尺。

        2)桥墩垂直(倾斜)度

        城区河道主要清淤方式为传统工程清淤,虽然有着立竿见影、施工方案便捷、成本低的优势,但是也面临不少问题。

        一般桥墩为轴向受压或偏心受压结构,在竖向保持竖直(特殊设计的结构除外),测量桥墩墩顶横桥向中心、纵桥向中心与水面位置对应处的坐标,用于判断其竖向是否倾斜。桥墩垂直(倾斜)度宜采用几何测量法、垂线测量法、光学测距等间接测量方法,或通过测量水中墩台及桥跨结构形态参数的变化推定其变位的方法,常用的设备仪器及工具包括全站仪、经纬仪、水准仪、倾斜仪等精密仪器。

        1)河床断面测量(水深测量)

        河床断面测量是河道地形测量的主要内容,包括纵断面测量和横断面测量。河道横断面测量的主要任务是测量出河道断面线上的各个地形点的高低起伏情况,并绘出河道横断面图,以掌握铁路桥梁桥墩基础冲刷情况和桥址处河道变迁及河床冲刷、淤积情况,对孔径渡洪能力作出评估,同时为水文检算提供依据。通常铁路桥梁河床断面测量任务是分别对桥址处和桥轴线上下游各25 m 处横断面进行测量,并绘制河床断面图。岸上河床断面测量相对简单,可以用智能定位仪直接测取测点的三维坐标。水中河床断面测量均需要采用冲锋舟等水上交通设备,通常采用双频测深仪和智能定位仪联测、便携式测深仪和智能定位仪联测、便携式测深仪和全站仪联测、智能定位仪直接测量等测量方式。

        2)地形地貌测量

        对桥位处及上下游一定范围内河床地形地貌进行扫测,并生成河床的地形、地貌三维图像。其目的是:①全面掌握桥位范围内河床的地形地貌,有无冲刷、淤积,河床的变化情况和河床覆盖层的土质特征;②查找桥基有无局部冲刷、淘空病害、周边有无堆积物、抛填物等;③取得详细的河床标高,为潜水辅助装备的安装提供可靠依据。地形地貌测量宜采用多波束测量法,常用仪器设备及工具包括检测船、多波束测深系统、小型发电机、卷尺等。有特定要求时,可选用三维成像系统检测。

        水下桥墩外观检测时,潜水员携带水下摄像系统的摄像头和照明设备,对水下桥墩外观质量进行初步检查、摸探和摄像。然后组织潜水员和专业技术人员对病害和关键部位进行详细检测,利用钢尺等小型工具对病害尺寸进行测量,详细记录病害的位置、形状、数量等,水下摄像系统。

        桥梁水下桥墩属隐蔽工程,检测作业难度大且尚处于探索研究、逐步规范阶段。根据水下墩台检测内容的必要性和检测设备的发展水平,将检测内容划分为一般检测项目和专项检测项目,在进行水下墩台基础检测时应根据现场实际情况确定检测项目。通过对多座铁路桥梁水下桥墩检测的实践,发现了诸多水下桥墩病害和河床地形地貌变化,验证了开展铁路桥梁水下桥墩检测工作的必要性。


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