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桥面状况评估

桥面状况评估

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金属强度的腐蚀程度是桥面板和类似混凝土结构的主要问题。 由于盐水和腐蚀副产物的存在会导致GPR信号强烈衰减,因此测量和绘制GPR信号衰减变化图已成为评估混凝土结构状况的公认方法。

挑战

当地市政当局需要了解其老化的桥梁之一是否需要桥面维护。 市政当局的预算有限,并且正在寻求评估以计划维护和维修工作。 进行了GPR调查,以帮助确定在哪里收集核心样本。

解决方案

使用SmartChariot车辆拖挂配置的Noggin®6 GPR在90米长的桥梁的1000条车道上获取GPR数据。 在每个车道上收集了三行:在左轮路径,右轮路径和车道中心。 这提供了18条线路,桥上的GPR数据总计约1620米。 拖车上的多球挂钩系统允许将SmartChariot拖到车道的中心或左轮或右轮路径上。 这意味着拖车始终在车道中间安全行驶。

多球悬挂系统使车道任何部分的GPR数据采集安全
图1
多球悬挂系统使车道任何部分的数据采集安全

GPR数据收集

SmartChariot里程表每3厘米(约1.25英寸)触发一次数据采集,桥架上总共有约54,000个唯一采样点。 GPS已连接到GPR系统,从而可以对所有数据进行精确的地理参考。 测量线的位置显示在Google Earth™图像中。 数据收集花费了不到1个小时。

使用GPR进行桥面评估意味着更少的时间和更少的岩心来分析桥梁状况。 使市政当局可以节省时间和金钱,同时优先进行维修工作。

桥梁勘测线
图2
桥梁测量线。 桥梁上约54,000个采样点的数据采集花费了不到一个小时的时间-实际上,与实际采集数据相比,花更多的时间驾驶到下一个出口并拖曳拖车以收集另一遍数据。

收集数据后,将数据从数据记录器传输到PC,并使用EKKO_Project™软件处理桥面甲板数据。 具体来说,使用解释模块来选择钢筋响应。 总共进行了5480次解释(或选择)。

上方显示了一条跨桥的GPR线的一部分的横截面。
图3
示出了一条横跨桥的一条GPR线的一部分的横截面。

数据显示,桥面上的钢筋间距为25厘米(约10英寸)。 使用EKKO_Project解释模块,从钢筋中选择双曲线响应–智能点功能用于选择每个钢筋的最佳位置(蓝点)。

桥面状况报告模块

桥面状况报告模块处理拾取的钢筋振幅值并创建信号衰减图图像。 桥面状况报告软件生成两种类型的响应幅度输出:

  1. 原始振幅GPR信号强度,以毫伏(mV)为单位
  2. 以分贝(dB)表示的归一化显示

以分贝(db)为单位显示的归一化数据通常称为“劣化指数图”,并使用ASTM标准6087中概述的处理的增强版,以使用GPR评估沥青覆盖的桥面板。

在下面的地图中,红色区域幅度较小,表明盐分渗入可能造成腐蚀。

钢筋振幅图
图4
钢筋振幅图。 红色区域的振幅低,表明盐渗入可能会腐蚀。

所选择的钢筋数据还为桥梁工程师提供了有用的统计信息,包括最小,最大和平均幅度,钢筋深度和钢筋间距。

所有信息均以PDF格式作为“桥面状况报告”呈现。

桥面状况报告
图5
桥面状况报告

成果

根据调查结果,市政当局计划将GPR信号衰减最高的桥梁区域作为核心之一。 表明该地区的混凝土状况最差。 通过将取芯结果与GPR结果相关联,他们可以评估沥青,混凝土和钢筋的实际状况,并确定是否需要对桥面进行维护。

使用GPR进行桥面评估意味着更少的时间和更少的岩心来分析桥梁状况。 此外,GPR可以连续覆盖扫描区域,而仅取芯不会显示芯之间的异常区域。 这使市政当局可以节省时间和金钱,同时优先进行维修工作。

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