[发明专利]悬拉索桥钢桥面腐蚀监测系统及方法

说明书

本发明提供一种悬拉索桥钢桥面腐蚀监测系统及方法，该悬拉索桥钢桥面腐蚀监测系统用于监测悬拉索桥钢桥面结构的腐蚀状态，悬拉索桥钢桥面结构包括钢桥面以及位于钢桥面上的铺装层，悬拉索桥钢桥面腐蚀监测系统包括阻抗监测装置和电阻监测装置，阻抗监测装置包括阻抗分析仪和阻抗探针，阻抗分析仪和阻抗探针电连接，电阻监测装置包括腐蚀探针主机和电阻探针，腐蚀探针主机和电阻探针电连接，阻抗探针和电阻探针均埋设于铺装层内。本发明提供的悬拉索桥钢桥面腐蚀监测系统能够同时实现对铺装层的老化状态和钢桥面的腐蚀状态的监测，大大降低刨开铺装层验证钢桥面的锈蚀状态的频次和劳动量。

技术领域

本发明涉及桥梁工程的桥面健康检测技术领域，尤其是涉及一种悬拉索桥钢桥面腐蚀监测系统及方法。

背景技术

长大跨径桥梁的钢桥面铺装一直是一个国际性的难题，其原因在于钢桥面的刚度较小，变形较大，要求沥青铺装具有良好的变形随从性。而铺装层受力复杂，受温度的影响较为严重，尤其是在水平剪应力的作用下，铺装层易于产生各种变形破坏。国外在20世纪60年代就开始对钢桥面铺装进行研究，国内在近几年也陆续开展了试验研究和实际应用。目前钢桥面使用的沥青铺装主要有浇注式沥青混凝土、环氧改性沥青混凝土、沥青玛碲脂碎石(SMA)三种材料，这三种铺装材料在材料组成、性能、施工工艺上有很大的区别。

国内进行大跨度悬索桥钢箱梁铺装，目前流行用TAF环氧沥青混凝土进行铺装。这种铺装层养生周期短(4-10d),而且TAF环氧沥青混凝土高温施工(约180℃)可以去除水分,显著减少或避免铺装层鼓包开裂病害。典型的铺装层的组成如下：(1)钢桥面喷砂除锈至Sa2.5级；(2)3mm环氧树脂防水胶层；(3)35mm环氧沥青混凝土层；(4)3mm环氧树脂防水胶层；(5)35mm环氧沥青混凝土层。

随着大桥车流量的增长，同时钢桥面铺装层需要经过高温曝晒的考验，桥面损坏随之加剧，破坏形式一般是先出现裂缝，裂缝发展密集后铺装层失效，出现坑槽，维修的坑槽随时间推移不断增大。同时，铺装层也时有推移和车辙出现，下游桥面铺装层开裂、推移、拥包等病害的出现日趋频繁，尤其是雨后病害更易产生。铺装层破损后钢板易外露生锈，不仅难以满足舒适行车要求，而且维修的难度和工作量也相应增大。

对于钢桥面防腐技术的研究主要集中在防腐油漆的选用种类方面。但在有水和空气的条件下，漆膜表面会出现粉化。因此，钢桥面防腐的关键是要在铺装其它层次中加强防水功能设计，使其在一个相对较长的时期内与水和空气隔绝。其中，防水粘结层从所承担的功能上来看，是整个铺装中最重要的一个层次。

现有技术一般是针对防水层的损坏进行监测，并没有提及钢桥面板本身的腐蚀及其腐蚀速率的测量。实际上，从防水层损伤失效到钢桥面发展成腐蚀坑，这之间往往还需要数个季度乃至更长时间。只有对钢桥面的腐蚀速率和腐蚀过程参数进行监测，才能对钢板锈蚀发生量做出评估，进而对钢桥面的承载能力变化做出相应的评判。

发明内容

本发明的目的是提供一种悬拉索桥钢桥面腐蚀监测系统及方法，旨在解决或至少部分解决上述背景技术存在的不足，能够同时实现对铺装层的老化状态和钢桥面的腐蚀状态的监测，大大降低刨开铺装层验证钢桥面的锈蚀状态的频次和劳动量，同时起到提高悬索桥行车通过率的目的。

本发明提供一种悬拉索桥钢桥面腐蚀监测系统，用于监测悬拉索桥钢桥面结构的腐蚀状态，所述悬拉索桥钢桥面结构包括钢桥面以及位于所述钢桥面上的铺装层，所述悬拉索桥钢桥面腐蚀监测系统包括阻抗监测装置和电阻监测装置，所述阻抗监测装置包括阻抗分析仪和阻抗探针，所述阻抗分析仪和所述阻抗探针电连接，所述电阻监测装置包括腐蚀探针主机和电阻探针，所述腐蚀探针主机和所述电阻探针电连接，所述阻抗探针和所述电阻探针均埋设于所述铺装层内。

进一步地，所述铺装层包括至少一层沥青铺装层和至少一层防水层，所述防水层位于所述钢桥面与所述沥青铺装层之间，所述阻抗探针和所述电阻探针均埋设于所述防水层内。