淺談橋梁的檢測(cè)

孫麗靜,潘英龍

（1.黑龍江省交通科學(xué)研究所；2.黑龍江省龍建路橋第一工程有限公司）

1 橋梁檢測(cè)工作的重要性

隨著我國(guó)橋梁建設(shè)事業(yè)的蓬勃發(fā)展,橋梁的建設(shè)工程質(zhì)量也越來(lái)越受到重視,隨著公路建設(shè)管理體制的改革,利用世界銀行貸款和采用多渠道資金建設(shè)的項(xiàng)目也越來(lái)越多,工程建設(shè)普遍實(shí)行投標(biāo)和工程監(jiān)理制度,形成政府監(jiān)督、社會(huì)監(jiān)理和企業(yè)檢驗(yàn)的質(zhì)量保證體系,而各級(jí)質(zhì)量監(jiān)督部門、建設(shè)監(jiān)理機(jī)構(gòu)以及承擔(dān)建設(shè)施工任務(wù)的企業(yè)控制質(zhì)量的主要手段則是依據(jù)國(guó)家和交通部頒布的有關(guān)法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和規(guī)程進(jìn)行的試驗(yàn)檢測(cè)。在加快公路橋梁建設(shè)的同時(shí),必須依靠科技進(jìn)步,提高工程建設(shè)質(zhì)量,保證工程建設(shè)質(zhì)量是廣大橋梁建設(shè)者義不容辭的責(zé)任。竣工驗(yàn)收最有效、最直接的方法就是橋梁荷載試驗(yàn)。交通部為了規(guī)范公路建設(shè)試驗(yàn)檢測(cè)市場(chǎng),己頒布了公路工程試驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)資質(zhì)等級(jí)條件和管理辦法,全國(guó)各級(jí)公路工程試驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)資質(zhì)認(rèn)證工作也已經(jīng)開(kāi)始,技術(shù)人員崗前培訓(xùn)和試驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)管理制度完善工作普遍開(kāi)始,這將促使我國(guó)公路工程建設(shè)質(zhì)量水平再上一個(gè)新臺(tái)階。

另外,隨著我國(guó)交通事業(yè)的不斷發(fā)展,各種車輛的荷載等級(jí)也有很大的提高,大量低等級(jí)公路被改建擴(kuò)建,現(xiàn)服役橋梁的耐久性、可靠性已成為公路建設(shè)決策部門的一件大事。20世紀(jì)七十年代以前修建的大量低標(biāo)準(zhǔn)公路橋梁己達(dá)到或接近設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期。在風(fēng)、雨、洪水、冰凍、溫度變化和濕度等自然因素侵蝕下,有些橋梁己出現(xiàn)不同程度的損傷,甚至其承載能力己大大降低,許多橋梁的結(jié)構(gòu)性能發(fā)生了很大的變化而逐漸演變?yōu)槲?對(duì)這類橋梁急需加以綜合評(píng)定,以便采取相應(yīng)的技術(shù)改造措施或拆除改建等處理方案。在2001年11月7日,有“亞洲第一中承拱”美譽(yù)之稱的四川宜賓南門拱橋突然發(fā)生部分吊桿斷裂、橋面坍塌事故,更是將橋梁的試驗(yàn)檢測(cè)工作提到了日程上來(lái)。通過(guò)對(duì)橋梁進(jìn)行科學(xué)的損傷檢測(cè)和評(píng)估,充分了解橋梁的實(shí)際狀況,可以避免災(zāi)難性事故的發(fā)生。

2 國(guó)內(nèi)外橋梁檢測(cè)工作的現(xiàn)狀與技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

自從18世紀(jì)70年代歐洲工業(yè)革命以后,隨著大工業(yè)與交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展而發(fā)展起來(lái)的近代橋梁,至今己有200多年的歷史。經(jīng)過(guò)這兩個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展,橋梁的數(shù)量己異常龐大。1779年,英國(guó)建成了世界上第一座鑄鐵橋,從此,進(jìn)入了近代橋梁的發(fā)展時(shí)期。隨著煉鋼業(yè)的發(fā)展,第一座鋼橋修建于1874年美國(guó)的圣路易斯鐵路橋。進(jìn)入20世紀(jì)后,在新建的橋梁當(dāng)中,鐵橋己全部為鋼橋所取代。在水泥問(wèn)世之后,鋼筋混凝土橋梁也隨之發(fā)展起來(lái),但始終局限于中小跨度橋梁。在1937年第一座預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁建成以后,混凝土橋進(jìn)入了長(zhǎng)跨度橋的行列。在已建成的橋梁當(dāng)中有相當(dāng)數(shù)量由于環(huán)境腐蝕和風(fēng)雨侵蝕,發(fā)生了不同程度的壞化。建立對(duì)這些橋梁的安全評(píng)估或剩余承載能力的鑒定方法和技術(shù)手段己成為當(dāng)務(wù)之急。

早在20世紀(jì)50年代就己經(jīng)提出了既有橋梁的損傷檢測(cè)問(wèn)題。20世紀(jì)70年代經(jīng)合組織完成了有關(guān)橋梁檢測(cè)、承載能力評(píng)估和橋梁養(yǎng)護(hù)等研究報(bào)告。1980年和1982年分別在巴黎和華盛頓召開(kāi)了關(guān)于舊橋問(wèn)題的國(guó)際討論會(huì)議。20世紀(jì)90年代以來(lái),既有橋梁的檢測(cè)和評(píng)估問(wèn)題越來(lái)越受到公路管理部門、研究者和工程師的重視,除了大量的研究文獻(xiàn)外,已經(jīng)出版了關(guān)于橋梁檢測(cè)方面的規(guī)程和規(guī)范。以美國(guó)為例,1967年,美國(guó)俄亥俄河上的一座橋梁在交通高峰期間倒塌,造成了46人死亡。橋的坍塌引起了人們對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)安全性的重視。次年,啟動(dòng)了國(guó)家橋梁檢測(cè)計(jì)劃,要求對(duì)高速公路上的橋梁進(jìn)行定期和不定期的檢測(cè),最后,“國(guó)家橋梁檢測(cè)計(jì)劃”和1971年修訂的“國(guó)家橋梁檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)”組成了“最低限度橋梁檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)”。我國(guó)這方面的工作也已做了不少,我國(guó)也制定了相應(yīng)的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)：象《大跨徑混凝上橋梁的試驗(yàn)方法》（1982）。《公路舊橋承載能力鑒定方法》（試行）（1988）,《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTJ071-98）等。

近年來(lái),世界各國(guó)在進(jìn)行大量的機(jī)構(gòu)試驗(yàn)研究的同時(shí),都十分重視改進(jìn)試驗(yàn)方法和試驗(yàn)技術(shù)。一些技術(shù)先進(jìn)的國(guó)家先后建立了現(xiàn)代化的結(jié)構(gòu)試驗(yàn)室,配備了規(guī)模大、功能全、技術(shù)先進(jìn)的試驗(yàn)設(shè)備,應(yīng)用近代電測(cè)、光測(cè)、自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)等新技術(shù),實(shí)現(xiàn)了量測(cè)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理的自動(dòng)化,形成了一套比較完善的試驗(yàn)方法,為解決各種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)問(wèn)題提供了可能性。

橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)檢測(cè)分為局部檢測(cè)和整體檢測(cè)兩種。局部檢測(cè)是對(duì)橋梁需要重點(diǎn)了解的部位進(jìn)行細(xì)查,目的是搞清結(jié)構(gòu)局部的物理、力學(xué)和構(gòu)造特性或?qū)嶋H狀態(tài)；整體檢測(cè)則是從全局上把握結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀態(tài)。無(wú)論局部檢測(cè)還是整體檢測(cè),從方法上都可以分為表觀檢測(cè)和儀器檢測(cè)兩種。儀器檢測(cè)又包括了局部檢測(cè)方法、靜態(tài)檢測(cè)方法和動(dòng)態(tài)檢測(cè)方法。表觀檢測(cè)方法是橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)檢測(cè)的一個(gè)十分重要的手段,它通過(guò)人的觀察對(duì)結(jié)構(gòu)的外在狀態(tài)進(jìn)行調(diào)查。這種方法易于發(fā)現(xiàn)比較明顯的結(jié)構(gòu)缺陷象裂縫、焊接缺陷等癥狀。但它也有很明顯的缺點(diǎn)如一些重要結(jié)構(gòu)的內(nèi)部損傷和不易觀察部位的損傷都難以通過(guò)表觀檢測(cè)發(fā)現(xiàn)。

局部檢測(cè)可對(duì)結(jié)構(gòu)的局部區(qū)域進(jìn)行細(xì)致的狀態(tài)調(diào)查,可借助各種技術(shù)儀器,如X射線、超聲波、顯微鏡、聲學(xué)及光學(xué)儀器對(duì)局部結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效檢測(cè)。一般來(lái)說(shuō),用于局部檢測(cè)的設(shè)備的價(jià)格昂貴,試驗(yàn)數(shù)據(jù)的解釋需要專門的知識(shí)。而且在局部檢測(cè)之前,需要對(duì)損傷的部位有大致的了解,檢測(cè)部位還必須是人員設(shè)備可以到達(dá)的地方。