淺析橋梁工程常見病害及檢測(cè)技術(shù)

趙 力

（深圳高速工程顧問有限公司，廣東 深圳 518000）

引言

目前，我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工作已經(jīng)步入一個(gè)全新的發(fā)展時(shí)期。但是，近些年連續(xù)不斷的橋梁事故引起了人們的普遍關(guān)注，因?yàn)闃蛄嚎逅葐栴}不僅給國(guó)家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)帶來了不利影響，同時(shí)也危及了人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全。無數(shù)個(gè)慘痛的例子告訴我們，橋梁工程的病害不僅危害極大，而且病害的存在也十分頑固。加強(qiáng)對(duì)橋梁工程病害的分析和探測(cè)是勢(shì)在必行之舉。

1 橋梁工程常見病害分析

橋梁工程的常見病害有很多種，主要包括橋頭跳車、高填土下沉、預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)孔道壓漿不實(shí)三方面，以下對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

1.1 橋頭跳車現(xiàn)象

橋頭跳車現(xiàn)象就是我們常見的橋梁構(gòu)件與橋梁臺(tái)背路基之間發(fā)生一定程度的高低沉降，進(jìn)而引起橋梁表面的不平整現(xiàn)象。沉降指數(shù)會(huì)隨著時(shí)間而增大，汽車高速行駛在這種橋面上極易引起騰空。橋頭跳車對(duì)橋梁的安全使用造成了嚴(yán)重影響，會(huì)縮短橋梁的使用壽命，降低橋梁的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

造成橋頭跳車現(xiàn)象的原因是橋梁梁段地基地面條件欠缺、橋臺(tái)兩端軟基處理方式及施工技術(shù)不達(dá)標(biāo)而致，這樣橋梁就會(huì)表現(xiàn)為沉降高差。在填土過程中出現(xiàn)的橋臺(tái)沉降不均勻，出現(xiàn)伸縮縫和搭板兩者結(jié)合不嚴(yán)，從而形成嚴(yán)重的橋臺(tái)臺(tái)階，臺(tái)階會(huì)對(duì)駕駛員和行車安全造成致命影響。橋頭跳車現(xiàn)象可以采取以下措施加以避免：第一，回填材料的選擇要符合相關(guān)規(guī)定，盡量選擇夯實(shí)效果良好的材料，在壓實(shí)過程中必須執(zhí)行相關(guān)的工藝規(guī)定，達(dá)到工藝單要求的效果，從而減少路橋沉降高差。第二，在橋基允許的情況下可以選擇填方的方式，填方就是建樁，建樁可以起到降低填土與結(jié)構(gòu)沉降高差的作用。第三，在伸縮縫施工時(shí)對(duì)伸縮裝置的選擇應(yīng)慎重，對(duì)其性能應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)，確實(shí)保證達(dá)標(biāo)后再加以選用，另外還必須對(duì)其進(jìn)行必要的平整處理。

1.2 高填土下沉現(xiàn)象

深填、高填、半填半挖是填土施工中經(jīng)常所用的施工方式，這些方式的弊端都會(huì)產(chǎn)生通車不久就發(fā)生下沉的現(xiàn)象。經(jīng)過大量實(shí)地考察發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生高填土下沉現(xiàn)象的原因就是施工方式不當(dāng)。例如，在施工過程中經(jīng)常產(chǎn)生壓實(shí)程度不夠、采用壓實(shí)方式過度分層、在溫度較低的季節(jié)施工沒有采取相應(yīng)的防凍措施等等。為避免這種現(xiàn)象，工程人員在施工時(shí)必須嚴(yán)格按照相應(yīng)的施工方式進(jìn)行施工；選取混凝土?xí)r應(yīng)該采用最大干容量或最佳含水量的混凝土，從而避免高填土下沉現(xiàn)象的產(chǎn)生。

1.3 預(yù)應(yīng)力孔道壓漿不實(shí)現(xiàn)象

孔道填充程度與灌漿強(qiáng)度的好壞有直接關(guān)系，預(yù)應(yīng)力鋼筋的銹蝕在很大程度上都是由于灌漿不飽滿而引起的。預(yù)應(yīng)力鋼筋銹蝕會(huì)大大減弱混凝土的預(yù)應(yīng)力作用，在嚴(yán)重情況下會(huì)帶來孔道內(nèi)淤積大量空洞，迫使施工停止，帶來巨大損失。解決這種現(xiàn)象的最好方法就是加強(qiáng)灌漿強(qiáng)度，減少空洞的產(chǎn)生，同時(shí)加強(qiáng)孔道的填充程度，確保其填充飽滿。

2 橋梁施工養(yǎng)護(hù)工作中存在的問題

橋梁施工養(yǎng)護(hù)不當(dāng)也會(huì)給橋梁帶來一定的病害，養(yǎng)護(hù)工作主要存在的問題有：

2.1 工程養(yǎng)護(hù)薄弱

橋梁的養(yǎng)護(hù)工作是一項(xiàng)長(zhǎng)期和頻繁的工作，對(duì)技術(shù)員的要求也比較高。當(dāng)前，大部分施工養(yǎng)護(hù)單位都配備了專業(yè)的、養(yǎng)護(hù)技術(shù)較高的橋梁養(yǎng)護(hù)人員，但是每個(gè)養(yǎng)護(hù)工作人員所養(yǎng)護(hù)的路段較長(zhǎng)、橋梁數(shù)量多，以至不能按技術(shù)要求完成養(yǎng)護(hù)任務(wù)。所以，施工養(yǎng)護(hù)部門應(yīng)該使養(yǎng)護(hù)工作人員的任務(wù)量減少，使其能集中精力加強(qiáng)自己所負(fù)責(zé)橋段的養(yǎng)護(hù)。

2.2 對(duì)橋梁耐久性的重視程度缺失

由于經(jīng)費(fèi)因素，目前橋梁維修工作的重點(diǎn)集中在了對(duì)影響承載力方面的因素上，對(duì)影響耐久性的因素卻很少注意。例如，橋梁中常出現(xiàn)的寬度較小的裂縫、鋼筋生銹和炭化等都是影響耐橋梁久性的因素，傳統(tǒng)的維修模式只重視混凝土耐久性單方面的因素，其實(shí)橋梁病害的發(fā)生是多方面因素共同作用的結(jié)果，鋼筋的耐久性問題也是非常重要的問題，卻常常遭到忽視。施工養(yǎng)護(hù)工作人員在工作中應(yīng)該多加注意引起橋梁耐久性問題的因素。

3 橋梁病害檢測(cè)技術(shù)分析

荷載試驗(yàn)技術(shù)在很大程度上反映了橋梁檢測(cè)技術(shù)的高低。我國(guó)相關(guān)橋梁檢測(cè)規(guī)范中規(guī)定，所有新建橋梁必須進(jìn)行荷載檢驗(yàn)，來判斷橋梁的質(zhì)量、使用性能等指標(biāo)。但是，隨著橋梁投入使用，經(jīng)過各種自然和人為因素的破壞，各項(xiàng)性能會(huì)發(fā)生變化，需要進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行各種檢測(cè)，確保其各項(xiàng)性能保持在所要求的范圍內(nèi)。

3.1 橋梁基礎(chǔ)檢測(cè)技術(shù)分析

一項(xiàng)研究顯示，我國(guó)目前70%的橋梁事故是由于橋梁下部結(jié)構(gòu)質(zhì)量引起的。常見的問題有樁基縮擴(kuò)徑、離析、夾泥夾砂等，都在某種程度上影響了橋梁下部結(jié)構(gòu)的承載力，所以對(duì)橋梁的基礎(chǔ)進(jìn)行檢測(cè)是橋梁檢測(cè)的重點(diǎn)。在對(duì)橋梁基礎(chǔ)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，為了獲取孔徑、孔渣、傾斜和深度參數(shù)，通常采用樁基成孔檢測(cè)技術(shù)；對(duì)樁身質(zhì)量的檢測(cè)通常采用超聲波、反射波、回彈法、超聲回彈法和取芯法等。其中，取芯技術(shù)是當(dāng)前保證數(shù)據(jù)有效性的最好方法。

取芯技術(shù)的核心是芯樣的質(zhì)量，它會(huì)對(duì)整個(gè)橋梁的質(zhì)量評(píng)價(jià)產(chǎn)生影響。在取樣過程中必須保證鉆取的速度是平穩(wěn)速度，否則，速度突然加快或放慢都會(huì)遇到鉆取過程中產(chǎn)生的砂土進(jìn)入樁身的情況，遇到這種情況必須立即停止，測(cè)量出孔深的位置，做好記錄，然后再穿過病害層取出相應(yīng)的芯樣才可繼續(xù)取樣。還有些存在缺陷的樁，如夾泥、縮徑等缺陷，所占部位在樁的截面，取芯過程中極易產(chǎn)生未穿過該部分的情況，導(dǎo)致取出的芯樣影響對(duì)橋梁質(zhì)量的評(píng)價(jià)，不能起到檢測(cè)的作用。針對(duì)這種情況，在施工過程中就應(yīng)該對(duì)此類樁增加取芯孔數(shù)，也可以將鉆孔位置稍微向外布置，等距離選取三個(gè)鉆孔取芯點(diǎn)。鉆孔位置要保持垂直進(jìn)入，避免在鉆孔過程中出現(xiàn)孔與孔之間交叉的現(xiàn)象，從而影響芯樣的質(zhì)量。

3.2 靜載檢測(cè)技術(shù)分析

對(duì)橋梁的結(jié)構(gòu)、支座及橋臺(tái)、橋面進(jìn)行檢測(cè)時(shí)適合采用靜載檢測(cè)技術(shù)。靜載檢測(cè)技術(shù)的關(guān)鍵是選取試驗(yàn)點(diǎn)，選取的試驗(yàn)點(diǎn)具有代表性時(shí)才能夠滿足檢測(cè)的目的。靜載檢驗(yàn)一般檢測(cè)其位移、應(yīng)變和裂縫三大類。對(duì)位移的檢測(cè)通常采用機(jī)械儀器測(cè)量；應(yīng)變測(cè)量一般采用電阻應(yīng)變儀、鋼筋應(yīng)力計(jì)等進(jìn)行檢測(cè)；裂縫的測(cè)量通常是使用高倍放大鏡進(jìn)行測(cè)量。在靜載作用下，橋梁會(huì)在一定程度上產(chǎn)生變形，變形主要包括整體變形和局部變形，按照靜載檢驗(yàn)的規(guī)定應(yīng)該先整體后局部，即優(yōu)先檢測(cè)橋梁的整體變形情況。在靜載檢測(cè)時(shí)，檢測(cè)的主要部分是橋梁上面的結(jié)構(gòu)承載能力，在檢驗(yàn)老式橋梁時(shí)，靜載檢驗(yàn)的側(cè)重點(diǎn)是裂縫、彎度和抗壓程度等。

3.3 動(dòng)載檢測(cè)技術(shù)分析

橋梁動(dòng)載檢測(cè)技術(shù)就是應(yīng)用計(jì)算機(jī)模擬探析和實(shí)際檢測(cè)相結(jié)合，檢測(cè)目的即為滿足橋梁使用性能的需要。橋梁動(dòng)載檢測(cè)技術(shù)主要包括兩個(gè)方面，即橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力動(dòng)載性能和結(jié)構(gòu)動(dòng)載響應(yīng)。常用的動(dòng)載檢測(cè)儀器有測(cè)試傳感器、信號(hào)放大器、光線顯示器、數(shù)字信號(hào)處理機(jī)等。動(dòng)載檢測(cè)的基礎(chǔ)是橋梁的結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性不隨荷載的強(qiáng)度和壓力的大小而改變，而動(dòng)載檢測(cè)取得的是橋梁的模態(tài)參數(shù)，反映了整個(gè)橋梁的可承載能力。

3.4 綜合分析法

綜合分析法就是用無損破壞技術(shù)測(cè)定混凝土的強(qiáng)度、深度和電阻率等，根據(jù)混凝土中鋼筋的銹蝕狀況進(jìn)行折減后的承載力計(jì)算，計(jì)算結(jié)果和外觀評(píng)價(jià)是這種分析方法的基礎(chǔ)。步驟為：橋梁調(diào)查、確定加載形式、分級(jí)加載計(jì)算、評(píng)定承載力。

4 結(jié)語

橋梁工程常見病害會(huì)嚴(yán)重影響橋梁性能的發(fā)揮，甚至?xí)＜暗饺藗兊纳?cái)產(chǎn)安全。目前橋梁工程中常見的病害施工養(yǎng)護(hù)單位應(yīng)該增加橋梁養(yǎng)護(hù)工作人員，采用先進(jìn)的技術(shù)最大程度上把病害的危險(xiǎn)程度降到最低，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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