淺析混凝土橋梁檢測技術(shù)和應(yīng)用

吳林林，植豪文

（佛山市公路橋梁工程監(jiān)測站，廣東 佛山 528000）

1 橋梁檢測的內(nèi)容

橋梁工程試驗檢測的內(nèi)容隨橋梁所處的位置、結(jié)構(gòu)形式和所用材料不同而異，應(yīng)根據(jù)所建橋梁的具體情況按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范選定試驗檢測項目，一般常規(guī)的主要內(nèi)容包括：

（1）準(zhǔn)備階段的試驗檢測項目。主要有：橋位放樣測量、鋼材原材料試驗、鋼結(jié)構(gòu)連接性能試驗、預(yù)應(yīng)力錨具夾具和連接器試驗、水泥性能試驗、混凝土配合比試驗、砌體材料性能試驗、臺后壓實標(biāo)準(zhǔn)試驗、其他成品半成品試驗檢測。

（2）施工過程中的試驗檢測項目。有地基承載力試驗檢測、基礎(chǔ)位置和尺寸及標(biāo)高檢測、鋼筋位置和尺寸及標(biāo)高檢測、鋼筋加工檢測、混凝土強度抽樣試驗、砂漿強度抽樣試驗樁基檢測、墩臺位置和尺寸及標(biāo)高檢測、上部結(jié)構(gòu)（構(gòu)件）位置和尺寸檢測、預(yù)制構(gòu)件張拉及運輸和安裝強度控制試驗、預(yù)應(yīng)力張拉控制檢測、橋梁上部結(jié)構(gòu)標(biāo)高和變形及內(nèi)力（應(yīng)力）檢測、支架內(nèi)力及變形和穩(wěn)定性監(jiān)測、鋼結(jié)構(gòu)連接加工檢測、鋼構(gòu)件防護涂裝檢測。

（3）施工完成后的試驗檢測項目。有橋梁總體檢測、橋梁荷載試驗、橋梁使用性能檢測。

2 橋梁上部結(jié)構(gòu)技術(shù)檢查

橋梁上部結(jié)構(gòu)是橋梁的主要承重結(jié)構(gòu)，由梁、板、拱肋等許多基本構(gòu)件組成。因此對橋梁上部結(jié)構(gòu)的檢查，就是對這些基本構(gòu)件的工作狀況進行檢查。具體檢查工作內(nèi)容有以下幾個方面：

2.1 基本構(gòu)件缺陷及損傷檢查

根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)形式、構(gòu)件種類、建橋環(huán)境、施工質(zhì)量以及使用情況等不同，在基本構(gòu)件上缺陷產(chǎn)生的部分、種類和程度也不同。對于混凝土公路橋上部結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)件，缺陷往往以表面裂縫、蜂窩、麻面、孔洞、露筋、剝落、游離石灰、縫隙夾層等現(xiàn)象表現(xiàn)出來。

2.2 基本構(gòu)件的橫向聯(lián)系檢查

橋梁上部結(jié)構(gòu)的整體性工作是由基本構(gòu)件的橫向聯(lián)系狀況來保證的。對于起橫向聯(lián)系的構(gòu)件狀況檢查一般包括它們本身狀況檢查及它們與基本構(gòu)件連接狀況的檢查。

對于梁式橋的橫隔板，應(yīng)檢查橫隔板上的缺陷及裂縫情況，還應(yīng)檢查連接鋼板是否外露、有無銹蝕現(xiàn)象等。

對于雙曲拱橋，應(yīng)檢查橫系梁上的裂縫情況，檢查與拱肋連接處是否有脫離現(xiàn)象，還應(yīng)檢查肋和波接合處情況等。

2.3 基本構(gòu)件的主要幾何尺寸及縱軸線檢查

一般要用皮尺或鋼卷尺量測基本構(gòu)件的實際長度及截面尺寸、混凝土保護層實際厚度?？梢圆捎秒S機抽樣調(diào)查的方法進行?；緲?gòu)件縱軸線的檢查，對梁式橋來說，指的是主梁縱軸線下?lián)隙鹊臏y量；對拱橋來說，指的是主拱圈的實際拱軸線及拱頂下沉量的測量?；緲?gòu)件縱軸線的檢查可以先進行目測，發(fā)現(xiàn)有明顯變形時，再用精密水準(zhǔn)儀測量。

3 橋梁支座的檢查

支座上存在的缺陷往往會造成橋梁上部結(jié)構(gòu)和墩的工作不良，并造成墩的某些損傷。支座主要檢查功能是否完好，組件是否完整、清潔，有無斷裂、錯位和脫空現(xiàn)象。各種支座的檢查，應(yīng)包括以下內(nèi)容：

（1）簡易支座的油氈是否老化、破裂或失效。

（2）鋼板滑動支座和弧型支座是否干澀、銹蝕。

（3）擺柱支座各組件相對位置是否正確，受力是否均勻。

（4）四氟板支座是否臟污、老化。

（5）橡膠支座是否老化、變形。

（6）盆式橡膠支座的固定螺栓是否剪斷，螺母是否松動。

（7）輥軸支座的輥軸是否出現(xiàn)不允許的爬動、歪斜。

（8）搖軸支座的輥軸是否傾斜。

（9）活動支座是否靈活，實際位移量是否正常。

（10）支座墊石是否破碎。

4 橋梁橋墩與橋臺的檢查

橋梁墩臺的檢查主要是墩臺身缺陷及裂縫檢查，墩臺變位（如沉降、位移、傾斜）的檢查。

對于鋼筋混凝土的墩臺身來講，比較常見的缺陷是混凝土的凍漲引起剝離、混凝土的風(fēng)化、掉角及船身碰撞造成的表面混凝土擦痕、露筋。比較常見的裂縫形態(tài)是墩臺身沿主筋方向的裂縫或沿箍筋方向的裂縫、蓋梁上與主筋方向垂直的豎向裂縫。

對于磚、石及混凝土的墩臺身來講，比較常見的缺陷是砌體的砌縫、砂漿的風(fēng)化、大體積混凝土內(nèi)部的空洞引起的破損等。比較常見的裂縫形態(tài)是墩臺身的網(wǎng)狀裂縫及豎向裂縫。

橋梁墩臺身缺陷及裂縫檢查可以采用目測或借助小錘子、讀數(shù)顯微鏡來完成。對于墩臺沉降情況的檢查用精密水準(zhǔn)儀測量，傾斜情況詳細(xì)檢查可以在墩臺上設(shè)置固定的鉛垂線測點，用經(jīng)緯儀或吊垂球測定墩臺傾斜度。中小跨度橋梁墩臺水平位移的觀測可用特定的鋼線尺固定拉力作懸空丈量，直接將丈量結(jié)果與竣工資料進行比較。

5 墩臺基礎(chǔ)的檢查

對于墩臺基礎(chǔ)的檢查，主要指墩臺基礎(chǔ)的沖刷情況和缺陷情況的檢查。

在水中的橋墩，因為直接擋水，除了一般的沖刷外，還有局部沖刷，形成局部漏斗形河床。當(dāng)河床為厚砂礫卵石層時，對鉆孔灌注樁造成嚴(yán)重磨損，甚至使樁中鋼筋外露。有關(guān)文獻指出在地面或低水位以下、凍結(jié)線以上或沖刷線附近，基礎(chǔ)或墩身常有環(huán)帶狀腐蝕，基礎(chǔ)周圍表面松散，嚴(yán)重者使混凝土形成空洞。

對于中小橋混凝土或漿砌片石擴大基礎(chǔ)，主要缺陷是基礎(chǔ)松散破裂和基礎(chǔ)下沖空。當(dāng)橋梁墩臺有傾斜、位移或在活載作用下墩頂位移較大時，往往可能是基礎(chǔ)有病害，應(yīng)進行挖深檢查：

（1）在河床無水或圍堰防水情況下，可直接挖至基礎(chǔ)檢查。

（2）對于位于水流速不大的淺水墩臺，可用圍堰進行抽水開挖檢查。

6 混凝土碳化深度的檢測

混凝土碳化是指混凝土中的高堿性物質(zhì)（主要是氫氧化鈣）與大氣中的二氧化碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的現(xiàn)象。由于混凝土碳化是在混凝土構(gòu)件外表面及表面下形成一個堅硬的碳化表皮，所以又稱為“表面碳化”。

檢測混凝土碳化深度的目的之一是混凝土碳化深度的大小直接影響采用回彈法檢測混凝土強度的測定結(jié)果，即必須考慮混凝土碳化深度（對回彈法檢測混凝土強度測值進行修正）。

檢測混凝土碳化深度的另一目的是由此可定性地推定混凝土中的鋼筋銹蝕情況。一般認(rèn)為當(dāng)混凝土保護層厚度大于碳化深度時，鋼筋沒有銹蝕；保護層厚度與碳化深度接近時，則鋼筋表面開始有局部銹點出現(xiàn)；當(dāng)碳化深度大于保護層時，銹蝕一般不可避免要出現(xiàn)。

7 鋼筋銹蝕的檢測

鋼筋銹蝕可采用3種方法檢測：直觀檢查法、局部鑿開法和自然電位法。

直觀檢查法是觀察混凝土構(gòu)件表面有無銹痕、是否出現(xiàn)了沿鋼筋方向的縱向裂縫，順筋裂縫的長度和寬度可以反映鋼筋的銹蝕程度。

局部鑿開法是敲掉混凝土保護層，露出鋼筋，直接用卡尺測量銹層厚度和鋼筋剩余直徑，或截取一段在試驗室進行量測。局部鑿開法對結(jié)構(gòu)有局部損傷，一般適用于混凝土表面已出現(xiàn)銹痕、順筋裂縫或保護層被脹裂、剝落處。

自然電位法是測定鋼筋與周圍介質(zhì)所形成的穩(wěn)定電位，電位值大小能反映出鋼筋狀態(tài)。當(dāng)鋼筋處于鈍化狀態(tài)時，電位一般較低；當(dāng)鋼筋鈍化狀態(tài)破壞后，自然電位負(fù)向增大。它屬非破損檢測，操作簡單，適合大面積普查，可以用來對鋼筋銹蝕作初步的定性判斷，但精度不高。要準(zhǔn)確判斷銹蝕程度需要與局部鑿開法等其他方法配合。

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3 匡志平、王皓波、趙 強.碳纖維加固橋梁結(jié)構(gòu)技術(shù)的應(yīng)用［J］.同濟大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2001（08）

4 文雨松、陳志芳.并列混凝土橋梁的疲勞加固［J］.鐵道學(xué)報，1999（06）

5 陸賽杰、錢振東、高朝暉.橋梁養(yǎng)護管理系統(tǒng)研究與開發(fā)［J］.蘇州科技學(xué)院學(xué)報（工程技術(shù)版），2004（04）