مقاله تحلیلی: ۴ روش بررسی وضعیت عرشه پل‌ ها

عرشه های بتنی در معرض، با مکانیزم های مختلفی از زوال مواجه می شوند. از جمله این موارد، انجماد، ذوب شدن و خوردگی می‌باشد. مهم‌ترین پیامد، لایه‌لایه شدن بتن است که در نهایت می تواند موجب مکانیزم خرابی های دیگر مانند خوردگی شود. حفاظت از دال عرشه به‌طور کلی چالش‌برانگیز است، زیرا مساحت بزرگی را شامل می‌شود. در بسیاری از موارد، مسدود کردن عرشه برای جلوگیری از عبور و مرور بسیار دشوار است. روش‌های (سنتی) موجود جهت بررسی شرایط عرشه پل‌ها شامل کشیدن زنجیر روی سطح پل برای شناسایی و تعیین مناطق پرخطر می باشد. در این مقاله، چگونگی روش‌های ارزیابی غیر مخرب که اطلاعات اضافی در مورد شرایط دال عرشه را ارائه می دهند، توضیح خواهیم داد.

دومین برنامه ی تحقیقاتی و راهبردی بزرگراه‌ها (SHRP 2)، تکنیک های مختلف آزمایش غیر مخرب (NDE) را برای بررسی شرایط عرشه پل‌ها شناسایی کرده است. در گزارش، این روش ها بر مبنای میزان تأثیر در کشف و توصیف 4 نوع آسیب عمده یعنی لایه‌لایه شدن، زوال بتن، خوردگی آرماتورها و ترک خوردگی عمودی، دسته‌بندی می‌شوند. SHRP 2 استفاده از دستگاه رادار نافذ زمین (GPR)، ضربه-اکو (IE)، امواج سطحی مافوق صوت (USW)، پتانسیل نیمه سلول (HCP)، مقاومت الکتریکی (ER) و صدای ضربه چکش یا کشیدن زنجیر برای ارزیابی عرشه پل را توصیه می کند.

۱- تست ضربه-اکو برای بررسی شرایط عرشه پل

در تست ضربه-اکو، یک پالس تنش در سطح عرشه تولید می شود. پالس در عرشه مورد تست گسترش می یابد و توسط ترک-ها، درزها، سطوح مشترک و مرزها منعکس می شود. پاسخ سطحی ناشی از انعکاس امواج ورودی، با استفاده از مبدل دریافت کننده با دقت بالا ثبت و بررسی می شود. هنگامی که امواج تنش درون المان بتنی قرار می گیرند، بخشی از امواج صوتی منتشر شده توسط پالس تنش، بر روی لایه های مرزی منعکس می شوند یعنی جایی که سختی مواد تغییر می کند. داده های دریافت شده توسط مبدل معمولاً در دامنه فرکانس اندازه گیری سرعت موج و ضخامت تحلیل می شوند

 معایب

استفاده از روش ضربه اکو برای تشخیص لایه‌لایه شدن بتن در عرشه بتنی با پوشش های آسفالتی تا حدودی محدود به دمای پایین می باشد.

۲- بررسی شرایط با استفاده از پالس-اکو (MIRA)

روش التراسونیک پالس-اکو (UPE) برای اندازه گیری ضخامت، تشخیص عیب، تشخیص لایه‌لایه شدگی بتن و ارزیابی یکپارچگی بتن استفاده می شود. مفهوم پشت این روش مبتنی بر انتشار امواج تنش از بین مواد است. فرستنده، تنش پالس را در سطح منتشر می‌کند. پالس در سطح انتشار می یابد و توسط عیوب منعکس می شود. ضربه خروجی و امواج صوتی بازتاب شده توسط دستگاه گیرنده ثبت می شوند. سیگنال ها در دامنه ی زمانی تحلیل می شوند تا مدت زمان حرکت موج را محاسبه کنند. اگر سرعت موج شناخته شده باشد، می‌توان از زمان حرکت برای ارزیابی ضخامت متوسط استفاده کرد. بسته به چندلایه بودن سیستم در حال بررسی، زمان حرکت امواج برشی یا امواج فشاری برای ارزیابی ضخامت هر لایه استفاده می-شود.

 معایب

استفاده از روش UPE برای بررسی عرشه پل مکن است وقت گیر باشد. دلیل این است که بررسی مناسب نیاز به فاصله بسیار نزدیک محل‌های انجام تست دارد. استفاده از این روش در سطوح ناهموار تا حدودی دشوار است.

۳- بررسی شرایط استفاده از التراسونیک سرعت-پالس (UPV)

التراسونیک سرعت-پالس یک روش تست غیر مخرب (NDT) برای کنترل کیفیت مصالح بتنی و شناسایی خرابی در اجزای سازه ای است. روش‌های UPV قبلاً برای کنترل کیفیت مواد همگن مانند فلزات و اتصالات جوشی استفاده می‌شده است. التراسونیک  بتن یک راه مؤثر برای ارزیابی کیفیت و یکنواختی و تخمین عمق ترک می باشد.

 بررسی شرایط استفاده از سرعت-پالس التراسونیک می تواند برای ارزیابی کیفیت بتن، ارزیابی همگنی و یکنواختی بتن، اندازه‌گیری عمق ترک سطحی و پیش بینی مقاومت فشاری بتن استفاده شود.

۴- شرایط استفاده از GPR

رادار نافذ زمین (GPR) یک روش بسیار مفید برای ارزیابی غیر مخرب بتن می باشد. روش GPR با بهره‌گیری از تابش الکترومغناطیسی پالس برای بررسی بتن استفاده می شود. این روش می تواند برای محل قرارگیری میلگردها، حفره ها و لایه‌لایه شدگی در عمق عرشه بتنی مورد استفاده قرار گیرد GPR مزیت بزرگی دارد زیرا این روش می تواند عیوب را از سطح آسفالتی که روی بتن قرار دارد،‌شناسایی کند. Sneed و همکاران گزارش کردند که "GPR برای ارزیابی شرایطی که عرشه پل بتنی با و یا بدون پوشش آسفالتی یا بتنی باشد،" مورد استفاده قرار می‌گیرد. در حال حاضر GPR تنها روش غیر مخربی است که می تواند برای ارزیابی یک عرشه پل بتنی با یک پوشش آسفالتی استفاده شود. دستگاه GPR شامل یک آنتن فرستنده، یک آنتن گیرنده و یک واحد پردازش سیگنال می باشد. دستگاه GPR موجب انتشار پالس های الکترومغناطیسی (پالس های رادار) با فرکانس مرکزی خاص جهت بررسی میانگین بستر روسازی می شود. امواج بازتاب شده از لایه ها توسط آنتن گیرنده گرفته می شوند. دستگاه اسکن می تواند بر روی یک کامیون یا یک وسیله نقلیه خاص نصب شود و بررسی در سرعت ترافیک انجام شود. این امر نیاز به مسدود کردن جاده های طولانی را از بین می برد. مزیت اصلی روش GPR سرعت انجام تست است. مساحت‌های بزرگ را می توان در یک دوره محدود بررسی کرد. آنتن اسکنر می تواند بر روی وسیله ی نقلیه ی در حال حرکت نصب شود و می تواند عرشه پل را در سرعت بزرگراه بررسی کند. همچنین می توان برای شناسایی مناطق بالقوه لایه‌لایه شدگی بتن استفاده شود.

معایب

روش GPR نمی تواند مستقیماً مناطق لایه‌لایه شده در عرشه پل را تشخیص دهد. مناطق لایه‌لایه شده در صورتی که رطوبت کافی داشته باشند، قابل شناسایی هستند. روش GPR نمی تواند اطلاعات مفیدی درباره‌ی خواص مکانیکی بتن و خوردگی فولاد فراهم کند.

منبع

 نوشته شده توسط تیم مترجمین موسسه 808

اگر دوست دارید به تیم مترجمین 808 بپیوندید، با ما تماس بگیرید.

دریافت فایل PDF مقاله برای اعضای VIP رایگان است. سایر کاربران با پرداخت ۱۰۰۰ تومان می توانند اقدام به دریافت این فایل کنند.