交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院地基基礎(chǔ)團(tuán)隊(duì)長期致力服役橋梁樁基礎(chǔ)檢測評定技術(shù)科研和技術(shù)服務(wù)工作,通過多年持續(xù)研究,攻克多個(gè)關(guān)鍵技術(shù)難題和瓶頸,形成了適用于服役橋梁樁基檢測評定技術(shù)的體系和裝備。
一、長期運(yùn)營后的樁基礎(chǔ),其實(shí)際承載力是否會(huì)發(fā)生變化?如何對其評定?
二、我國新時(shí)期交通運(yùn)輸發(fā)展的主要目標(biāo)之一是強(qiáng)化國省道改造、實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級、促進(jìn)橋梁服務(wù)水平進(jìn)一步提高,并繼續(xù)加大危舊橋梁的改造力度。在路網(wǎng)和危舊橋梁改造中,如果能有效評定服役橋梁樁基礎(chǔ)的承載特性,合理有效的利用原有樁基礎(chǔ)將顯著節(jié)約改造資金,縮短改造工期,大幅提升改造工程的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
三、橋梁樁基礎(chǔ)在運(yùn)營過程中,面臨樁周土堆載(淤積)、減載(沖刷、開挖)及地下水位降低等情況。這些情況,對樁基礎(chǔ)承載狀態(tài)會(huì)帶來哪些影響,該如何評價(jià)?
四、相關(guān)規(guī)范對于橋梁上部結(jié)構(gòu)已經(jīng)建立承載能力評定體系,但對于橋梁基礎(chǔ),尚無有效的方法、手段進(jìn)行承載力評定。
這些問題,在公路橋梁建設(shè)逐漸過渡到“建養(yǎng)并重”階段后,對保障橋梁安全日顯重要,也日益受到管養(yǎng)部門的重視,需要完善服役期橋梁樁基礎(chǔ)檢測、計(jì)算、評定方法,形成完整的服役橋梁樁基礎(chǔ)檢測評定體系。
研究團(tuán)隊(duì)針對服役橋梁樁基礎(chǔ)檢測的復(fù)雜性及缺乏有效手段之難題,綜合運(yùn)用鉆孔雷達(dá)法、波動(dòng)法等技術(shù),在國內(nèi)外引領(lǐng)性地形成準(zhǔn)確、快速、經(jīng)濟(jì)、綜合的服役橋梁樁基礎(chǔ)無損檢測技術(shù)體系。
服役橋梁樁基礎(chǔ)無損檢測新技術(shù)成果
四川省阿壩州綿竹至茂縣(茂縣段)公路災(zāi)后重建工程八角包梁子四號橋樁基礎(chǔ)
現(xiàn)場檢測照片(左鉆孔雷達(dá)法、右旁孔透射波法)
橋梁水下樁基礎(chǔ)智能檢測機(jī)器人控制系統(tǒng)
水下智能檢測機(jī)器人實(shí)橋錄像視頻截圖(之江大橋)
水下三維聲吶成像實(shí)橋樁基測試(曹娥江大橋)
研究團(tuán)隊(duì)提出采用基于模態(tài)的動(dòng)力指紋損傷識(shí)別方法和三維聲吶成像無人檢測技術(shù),解決了當(dāng)前跨海大橋主墩基礎(chǔ)在深水、渾濁環(huán)境下無法檢測的難題。針對當(dāng)前國內(nèi)外無有效橋梁水下基礎(chǔ)檢測平臺(tái)現(xiàn)狀,在多年科研成果和現(xiàn)場水下基礎(chǔ)檢測經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上,研發(fā)適應(yīng)于深水激流環(huán)境橋梁水下樁基礎(chǔ)智能機(jī)器人檢測平臺(tái),實(shí)現(xiàn)水下樁基礎(chǔ)檢測自動(dòng)化、智能化,現(xiàn)已成功完成室內(nèi)測試和現(xiàn)場測試(之江大橋)。
杭州灣大橋主墩基礎(chǔ)安全評估
嘉紹大橋水下樁基安全預(yù)警軟件界面
機(jī)器人檢測平臺(tái)可搭載機(jī)械手、照明設(shè)備、水下攝影攝像、水下三維激光掃描儀、水下三維成像聲吶等設(shè)備,實(shí)現(xiàn)水下樁基礎(chǔ)不同檢測需求。裝備可廣泛應(yīng)用于公路橋梁水下基礎(chǔ)檢測,大大提升橋梁水下基礎(chǔ)檢測質(zhì)量和效率,保障水下檢測作業(yè)安全,提高我國公路橋梁水下基礎(chǔ)檢測水平。
研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了服役橋梁水下基礎(chǔ)安全評價(jià)指標(biāo)體系和安全評價(jià)模型,提出服役橋梁水下基礎(chǔ)預(yù)警指標(biāo)項(xiàng)及預(yù)警閥值,建立了一套適用于服役橋梁水下基礎(chǔ)安全預(yù)警指標(biāo)體系及評估模型,研發(fā)了適用于服役橋梁樁基安全預(yù)警的評估軟件。
研究團(tuán)隊(duì)建立了服役樁基礎(chǔ)承載能力檢測評定的技術(shù)體系,解決其承載力檢測評定依據(jù)、方法缺乏的現(xiàn)狀。
服役橋梁樁基礎(chǔ)的承載特性研究。進(jìn)行服役橋梁樁基礎(chǔ)在施工階段、運(yùn)營階段及提質(zhì)改造階段等不同承載階段樁基承載力變化機(jī)理研究,重點(diǎn)考察承載能力變化的影響因素、樁側(cè)摩阻力變化規(guī)律及計(jì)算模式。
服役橋梁樁基礎(chǔ)承載力評定方法研究。從評價(jià)服役橋梁樁基礎(chǔ)承載性能考量因素、特征檢測指標(biāo)、評定流程、分級方法等方面開展文獻(xiàn)調(diào)研、理論分析、模型試驗(yàn)、實(shí)樁測試等研究工作,建立檢測評定的技術(shù)體系。
服役橋梁樁基礎(chǔ)承載力快速檢測技術(shù)研究。綜合考慮運(yùn)營橋梁(未拆除上部結(jié)構(gòu))、改建工程(拆除上部結(jié)構(gòu))橋梁樁基服役狀態(tài),從經(jīng)濟(jì)、高效角度出發(fā),研究開發(fā)服役橋梁樁基礎(chǔ)承載力測試裝備。項(xiàng)目成果在蕭山機(jī)場西興互通、錢江通道及接線工程、蘇通大橋等項(xiàng)目進(jìn)行了應(yīng)用,并填補(bǔ)了國內(nèi)服役橋梁樁基承載能力檢測評定技術(shù)的空白,大幅度降低路網(wǎng)升級改建成本,提升災(zāi)害條件下,道路應(yīng)急處置能力。
浙江杭州蕭山機(jī)場西興互通樁基再利用承載力測試
錢江通道及接線工程(3組樁基長期承載性能監(jiān)測)