對公路橋梁試驗(yàn)檢測技術(shù)的分析

王曾偉

四川衡信公路工程試驗(yàn)檢測有限公司 611130

摘要：本文以高速公路常規(guī)橋梁的檢測技術(shù)為例，詳細(xì)論述了高速公路常規(guī)橋梁檢測技術(shù)的一般步驟及評價方法，并結(jié)合工程實(shí)例進(jìn)行了闡述，只有這樣才能為公路橋梁的檢測工作提供切實(shí)可靠有效的數(shù)據(jù)，進(jìn)而確保公路橋梁的安全使用。對目前大量的已經(jīng)服役多年的同類橋梁的檢測、評定具有重要的借鑒和參考意義。

關(guān)鍵詞：公路橋梁；檢測內(nèi)容；檢測技術(shù)

引言

在進(jìn)入21世紀(jì)后，科技在不斷的進(jìn)步對于的橋梁的建設(shè)受到了各界的廣泛關(guān)注。從前兩的設(shè)計(jì)到施工完成，其中多多少少會存在一些問題。這些存在的問題可以分為兩個方面：第一個是材料問題，其中最為常見的問題就是工程材料出現(xiàn)缺陷或是質(zhì)量問題。第二個是施工過程中存在的問題，其中最為常見的問題就是在施工過程中或建造時出現(xiàn)一些失誤。雖然這些小問題單獨(dú)拿出來看時沒有什么，但是如果在施工完成之后的總體來看它的安全性就有待考究了。對于施工完成后的橋梁進(jìn)行性能檢驗(yàn)是非常重要的，如果把帶有安全隱患的橋梁開放使用就是對于人們?nèi)松戆踩牟回?fù)責(zé)，所以這就需要進(jìn)行嚴(yán)格的公路橋梁試驗(yàn)檢測。我國目前還沒有一個關(guān)于公路橋梁試驗(yàn)檢測的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)，這樣對于以建成橋梁是否存在安全隱患就無從得知。

1 工程概況

某橋梁，總長49m，橋跨布置為16.5m橋臺+16m+16.5m橋臺。上部結(jié)構(gòu)為簡支空心板，橋面全寬25.5m，橫向布置為0.5m 防撞護(hù)欄帶+11.25m行車道+2.0m中央分隔帶+11.25m 行車道+0.5m防撞護(hù)欄帶。下部結(jié)構(gòu)為重力式橋臺，群樁承臺基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)荷載為汽車-20級，掛車-120。

為判斷結(jié)構(gòu)實(shí)際工作狀況確定橋梁使用性能，對健康程度與完好狀態(tài)進(jìn)行評定，通過結(jié)構(gòu)驗(yàn)算確定橋梁的承載能力，確保橋梁使用過程中的安全，為運(yùn)營、養(yǎng)護(hù)提供依據(jù)。本次橋梁檢測工作包括現(xiàn)狀檢查、專項(xiàng)檢查和結(jié)構(gòu)檢算。

2 現(xiàn)狀檢查

2. 1 結(jié)構(gòu)外觀尺寸測量、構(gòu)件外觀檢查

經(jīng)現(xiàn)場測量，該橋橋面設(shè)計(jì)縱坡-0.6%，橋面橫坡為2%雙向坡，裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，橋幅間以搭板連接，石砌圬工重力式橋臺。

2.2 橋面系檢查

橋面為瀝青混凝土鋪裝，多處鋪裝層出現(xiàn)坑洞，全橋橋面破損程度<3%。伸縮縫處存在明顯跳車，且堵塞嚴(yán)重。橋面有部分泄水孔被阻塞，排水不暢，路緣線外排水孔區(qū)域多處淤積污泥。防撞護(hù)欄多處扶手脫落、缺失、銹蝕，防撞墻部分區(qū)域混凝土保護(hù)層開裂，全橋護(hù)欄破損程度>3%。

2.3 上部結(jié)構(gòu)檢查

現(xiàn)狀檢查未發(fā)現(xiàn)上部預(yù)應(yīng)力空心板有裂縫，但混凝土外觀質(zhì)量較差，板底混凝土澆注面凹凸不平，邊板底板外側(cè)邊有多處碰損、缺角。橋臺端頭混凝土破損，保護(hù)層局部剝落，少量構(gòu)造鋼筋出露，銹蝕較嚴(yán)重。空心板間鉸縫澆筑不密實(shí)，邊板外側(cè)懸掛有管線，在竣工資料中未見，該管線荷載可能不在設(shè)計(jì)考慮范圍內(nèi)，且管線上淤積了大量泥土，加大了邊板負(fù)荷，托架銹蝕較嚴(yán)重。

2.4 支座及下部結(jié)構(gòu)檢查

現(xiàn)狀檢查未發(fā)現(xiàn)橋臺、基礎(chǔ)存在明顯的傾斜及下沉現(xiàn)象，未發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)沖刷。橋臺為圬工砌體結(jié)構(gòu)，砌體風(fēng)化輕微，未見起層、剝落等，橋臺臺身未鼓脹變形。但臺身多處砌縫開裂、并有滲水泛白。橋臺前堆積有干草等雜物，易引發(fā)火災(zāi)等安全事故，對結(jié)構(gòu)造成損傷。橋臺臺帽混凝土澆筑質(zhì)量差，各臺帽表面浮漿較重，蜂窩麻面較多，右幅0 #橋臺臺帽外側(cè)混凝土保護(hù)層開裂破損，1#橋臺上發(fā)現(xiàn)4條豎向裂縫。擋塊混凝土均有碰損、缺角，擋塊上雜草叢生，右幅0#橋臺外側(cè)擋塊開裂，滲水嚴(yán)重。支座未見明顯異常。

2.5 線形測量

橋面線形測量采用在橋頭建立坐標(biāo)基準(zhǔn)點(diǎn)測試橋面相對高程的方法，左右幅橋標(biāo)高觀測位置均為外側(cè)橋面。右幅基準(zhǔn)點(diǎn)建立在左岸大型建筑物基礎(chǔ)，測量從 0#臺梁端開始，每2m設(shè)置一個測點(diǎn)，共9個測點(diǎn)；左幅基準(zhǔn)點(diǎn)建立在右岸，測量從1#臺梁端開始，每2m設(shè)置一個測點(diǎn)，共9個測點(diǎn)。經(jīng)橋面線形測量檢查，橋面縱坡與竣工資料基本一致，未發(fā)現(xiàn)板梁有明顯上拱或下?lián)稀?/p>

3 公路橋梁的檢測技術(shù)方法

3.1 混凝土的檢測評估法

混凝土的檢測評估主要檢測強(qiáng)度以及測量碳化的深度：首先是檢測混凝土的強(qiáng)度，借助回彈儀展開檢測，應(yīng)用抽檢方法來選擇確定測區(qū)，測區(qū)部位以構(gòu)件受力比較不利的位置為主，測區(qū)的面積控制在0.42m×4.6m之間，測點(diǎn)的分布應(yīng)確保在測區(qū)中勻分布。以《回彈法檢測混凝土的抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)范規(guī)定，在各測區(qū)測定16個回彈值。其次是測量碳化深度測量：在取回彈值的測區(qū)或者是周圍，用沖擊鉆取鉆孔，鉆孔的直徑以及深度分別是17mm、16mm，將鉆孔清掃干凈之后，以酚酞酒精（1%）滴于鑿除位置邊緣。再過5min之后，通過以游標(biāo)卡尺或者是鋼板尺對已經(jīng)碳化的以及沒有碳化的混凝土進(jìn)行測定，測量次數(shù)3次左右，讀數(shù)每次都精確至1mm。

3.2 裂縫檢測

裂縫的檢測主要是應(yīng)用刻度放大鏡觀察測量裂縫的寬度。

3.3 空心板的混凝土的抗壓強(qiáng)度檢測

應(yīng)用回彈值的碳化修正方法對混凝土的強(qiáng)度進(jìn)行測定。利用回彈儀對混凝土的強(qiáng)度展開碳化回彈的綜合測定，在混凝土的結(jié)構(gòu)上的同一測區(qū)進(jìn)行回彈值以及碳化深度的值的測定，進(jìn)而采用碳化的深度來糾正回彈值，進(jìn)而推算出測區(qū)的混凝土強(qiáng)度。此方法可減少受到齡期以及含水率兩者的影響，彌補(bǔ)參數(shù)之間的不足，測量精度相對高。

3.4 橋梁結(jié)構(gòu)損傷檢測

（1）靈敏度法：采用靈敏度法，檢測員能將結(jié)構(gòu)參數(shù)有效糾正并使之合乎使用要求，并能設(shè)計(jì)彈性模量和設(shè)計(jì)參數(shù)的截面面積來修改有限元模型。（2）矩陣型法：使用矩陣型法展開檢測，可以對計(jì)算模型全部矩陣展開修正，精確度高，利于執(zhí)行操作。此法主要缺陷在于未得明確修正模型整體的物理意義，導(dǎo)致已有限元模型自身的帶狀性特征喪失，所以需要依靠其它的修正方法來輔助修正。（3）子矩陣修正方法：需修正有關(guān)修正系數(shù)，調(diào)整子矩陣的修正系數(shù)，這樣能改變橋梁結(jié)構(gòu)的剛度，其最大優(yōu)點(diǎn)是修正之后的剛度矩陣，還是和原有矩陣的對稱性以及稀疏性相一致。（4）指紋分析法：在橋梁的檢測過程中，找出和它結(jié)構(gòu)的動力性有關(guān)系的動力指紋，且以對應(yīng)指紋的具體變化情況為根據(jù)，判斷出橋梁結(jié)構(gòu)實(shí)際的狀況。通常在線監(jiān)測過程中，頻率是最容易獲取。且參數(shù)精確度極高。所以檢測員能依據(jù)監(jiān)測頻率所出現(xiàn)的變化，對結(jié)構(gòu)破損的實(shí)際情況展開識別，操作方便。再有檢測出的信息更多更全。多種檢測模型及其實(shí)踐證實(shí)，因橋梁結(jié)構(gòu)的損傷造成的固有頻率所發(fā)生的變化極小，可是振型形式的變化卻顯著，通常損傷造成的結(jié)構(gòu)自振頻率發(fā)生變化的概率在5%以內(nèi)。

4 橋梁技術(shù)狀況評定

通過詳細(xì)的檢查，經(jīng)分析比較，按照《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范》中橋梁狀況評分標(biāo)準(zhǔn)，對橋梁進(jìn)行全橋總體技術(shù)狀況等級評定。考慮橋梁各部件權(quán)重的橋梁技術(shù)狀況綜合評定方法：根據(jù)缺損程度（大小、多少或輕重）、缺損時結(jié)構(gòu)功能的影響程度（無、小、大）和缺損發(fā)展變化狀況（趨向穩(wěn)定、發(fā)展緩慢、發(fā)展較快）等三個方面，以累加評分方法對各部件缺損狀況作出等級評定。重要部件（如墩臺和基礎(chǔ)、上部承重構(gòu)件、支座）以其中缺損最嚴(yán)重的構(gòu)件評分；其他部件，根據(jù)多數(shù)構(gòu)件缺損狀況評分。全橋總體技術(shù)狀況等級評定，采用考慮橋梁各部件權(quán)重的綜合評定方法，亦可以重要部件最差的缺損狀況評定。橋梁總體評定分值64分，橋梁狀況評定為二類，處于較好的狀態(tài)。應(yīng)重點(diǎn)針對評定標(biāo)度Ri≥3的部件進(jìn)行必要的處治，以確保結(jié)構(gòu)安全和橋梁的長期正常使用。

5 結(jié)語

如今，橋梁道路的檢測儀器還在向著自動化和高精度的方向發(fā)展，而且檢測設(shè)備也在不斷的更新。為了使路橋檢測結(jié)果更加的準(zhǔn)確，更加的合理可靠，必須根據(jù)實(shí)際情況，對相關(guān)的理論和技術(shù)進(jìn)行完善，這樣才能更好的對公路橋梁進(jìn)行檢測。

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