橋梁檢測技術(shù)探討

楊 睿

(山西高速公路工程檢測有限公司，山西 太原 030008)

橋梁檢測技術(shù)探討

楊 睿

(山西高速公路工程檢測有限公司，山西 太原 030008)

從外觀特性、材料特性和結(jié)構(gòu)特性三方面論述了橋梁施工中的主要檢測內(nèi)容，介紹了幾種在檢測過程中衍生出來的檢測技術(shù)，并對其具體的檢測方法進行了論述，提出提高橋梁檢測的水平對我國橋梁工程建設(shè)的發(fā)展有著重要的意義。

橋梁施工，檢測技術(shù)，工程質(zhì)量

現(xiàn)在橋梁建筑在交通網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)中占據(jù)著極為重要的地位，但是在建筑橋梁的過程中為了保證橋梁的質(zhì)量，往往需要在施工過程中以及工程項目完成之后對橋梁進行檢測。因此，提高橋梁檢測的水平對我國橋梁工程建設(shè)的發(fā)展有著重要的意義。

1 橋梁施工中主要的檢測內(nèi)容

現(xiàn)在我國城市的人口密度不斷增大，城市的車流量持續(xù)增加，為了緩解城市道路的壓力，往往會在原有交通道路的基礎(chǔ)上進行道路的擴建，除此之外，高架橋、立交橋的建設(shè)也不失為一種有效的措施。如今高架橋、立交橋等橋梁工程作為道路交通的主要連接樞紐，已經(jīng)得到了大規(guī)模的建設(shè)和發(fā)展[1]。而高架橋和立交橋的施工質(zhì)量自然也成為了人們所關(guān)注的問題。為了保證橋梁工程的質(zhì)量，在施工過程中，要從橋梁外觀特性、材料特性和結(jié)構(gòu)特性三個方面對其進行檢測。

1.1 外觀特性檢測

外觀特性是橋梁施工過程中最基本的檢測內(nèi)容，通常來說包含橋面檢測和支座檢測。橋面檢測顧名思義指的是以橋梁路面作為主要的檢測單元。橋面檢測內(nèi)容主要包含給排水、路面外觀以及人行道路面的性能等，例如檢測人員要對橋梁路面的排水系統(tǒng)進行檢測。在持續(xù)降水或者是短時強降水的情況下，如果橋梁的排水系統(tǒng)不夠完善的話往往會在橋面形成較深的積水，積水無法及時排除不但會影響當(dāng)時橋梁上的交通情況，更會對橋面產(chǎn)生一定的損壞。故需要檢測以保證橋面在降水天氣下的積水量不會超過規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。檢測人員也要探查橋面是否存在裂縫和坑槽，一旦發(fā)現(xiàn)要及時排除隱患，從而保證橋梁的安全性能。支座檢測是橋梁施工檢測項目中的重要環(huán)節(jié)。橋梁的路面是懸空的，因此橋梁的所有重量完全由橋梁的支座來承擔(dān)。橋梁支座的施工質(zhì)量直接影響著橋梁的穩(wěn)定性，如果橋梁支座的質(zhì)量沒有達到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，在橋梁正式參與使用的時候則可能會出現(xiàn)安全事故。

一般來說橋梁支座的檢測主要是依次從本體、承壓鋼板和四氟滑板三個方面進行檢測，無論是哪一個參與檢測的部分被發(fā)現(xiàn)有開裂、脫空以及變形的情況，都要在第一時間進行處理。如果處理不及時，很有可能會在橋梁投入使用的過程中，由于受到橋面承載壓力過大而導(dǎo)致橋梁變形，嚴重的話甚至?xí)l(fā)生坍塌。

1.2 材料特性檢測

目前橋梁施工材料主要由混凝土和鋼筋構(gòu)成，因此對橋梁材料特性的檢測也是從這兩方面著手開展，一方面，鋼筋材料的特性檢測主要是依據(jù)設(shè)計圖紙上的要求對鋼筋強度和預(yù)埋數(shù)量進行檢測核對，同時隨著橋梁通車時間越來越長，混凝土中的鋼筋銹蝕程度也成為了橋梁檢測的重要數(shù)據(jù)之一。另一方面，混凝土材料性能主要從密實度以及強度等方面進行檢測，特別是在某些支撐墩的澆筑過程中，對混凝土材料的質(zhì)量一定要進行嚴格檢測，滿足施工要求之后方可投入使用。

1.3 結(jié)構(gòu)特性檢測

結(jié)構(gòu)特性檢測指的是從橋梁結(jié)構(gòu)出發(fā)，根據(jù)橋梁整體的特性數(shù)據(jù)，按照相關(guān)的動力學(xué)知識，從橋梁結(jié)構(gòu)的角度來對相關(guān)的承載數(shù)據(jù)進行驗算，如果驗算數(shù)據(jù)表明橋梁結(jié)構(gòu)無法滿足設(shè)計要求，那么橋梁就需要重新設(shè)計構(gòu)造。值得注意的是，如果驗算數(shù)據(jù)缺乏權(quán)威性，那么檢測人員就要進行靜力和動力試驗來驗證，從而判斷橋梁結(jié)構(gòu)的科學(xué)合理性。

2 橋梁施工中相關(guān)的檢測技術(shù)

通過上述文字我們可以清楚的認識到，在橋梁檢測的過程中，所要進行檢測的項目種類有很多，為了能夠保證每一項都可以受到最為專業(yè)的檢測，在檢測過程中衍生出來了很多的檢測技術(shù)和檢測方法。歸納整理之后可以大致分為基于聲波光波的檢測技術(shù)、基于各類傳感器的檢測技術(shù)、無線電檢測技術(shù)以及自感應(yīng)檢測技術(shù)等。

2.1 基于聲波、光波的檢測技術(shù)

基于聲波、光波的檢測技術(shù)最大的優(yōu)點便是其效率較高，一般來說，現(xiàn)在橋梁的跨徑最多只能達到幾千米，而通過聲波、光波對橋梁進行檢測，往往一天之內(nèi)便可檢測幾十座橋面是否存在問題。其中，使用聲波主要是利用電磁脈沖波來使橋梁內(nèi)部產(chǎn)生相應(yīng)的回波，如果出現(xiàn)回波則可以確定橋梁內(nèi)部存在空洞、裂縫等問題。同時，如果橋梁內(nèi)部存在空隙，當(dāng)空隙中含有較多的水分時，聲波的傳遞會出現(xiàn)更為明顯的變化。使用光波主要是依靠紅外熱成像儀進行觀測，如果橋面以及橋梁內(nèi)部存在空洞、裂縫等問題，則在其中會有空氣進入，而由于空氣的比熱容與混凝土有著較大的差別，往往存在空氣的位置的溫度也會與混凝土制的橋體有著很大的區(qū)別，這樣便可以通過儀器的熱成像來判斷橋梁是否存在安全隱患。一般來說，使用這兩種方法往往就已經(jīng)可以檢查出橋梁內(nèi)部的大部分病害。

2.2 基于各類傳感器的檢測技術(shù)

上述的基于聲波、光波的檢測技術(shù)所能夠檢測出來的病害一般都處于納米級別，然而對于橋梁這類動輒上千米的工程建筑來說，病害的尺寸往往都會在幾厘米到幾十厘米不等。由于有的病害可能潛伏在檢測人員肉眼無法觀察到的位置，所以其很難被發(fā)現(xiàn)，而利用聲波、光波檢測技術(shù)又無法查別。這樣，就需要使用各類傳感器來進行橋梁檢測，如壓力、溫度、電場、磁場、電流量、磁流量等。而現(xiàn)在最常使用的傳感器為光纖傳感器，在橋梁施工的過程中便將傳感器鋪設(shè)在橋梁中，如果橋梁發(fā)生形變，光纖則會隨之發(fā)生變形、拉伸或者是壓縮。通過對光纖內(nèi)光損值的測量，不但可以判斷出橋梁是否存在病害威脅、更可以準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)病害存在的位置以及病害的具體程度。

2.3 基于自感應(yīng)原理的檢測技術(shù)

自感應(yīng)技術(shù)主要是通過橋梁內(nèi)部離子的含量變化來確定其是否出現(xiàn)病害。橋梁的主要建筑材料是鋼筋混凝土，即鋼鐵和水泥。其中，鋼鐵在發(fā)生銹蝕時生成三氧化二鐵，進一步與水反應(yīng)便會生成氫氧化鐵。這種物質(zhì)微溶于水，并且會在水中不完全電離出三價鐵陽離子以及氫氧根離子。而水泥的主要成分是各類硅酸鹽，其微溶于水并發(fā)生不完全電離，使水中的金屬陽離子濃度升高。如果橋梁內(nèi)部發(fā)生病害問題，則混凝土中的各類離子的濃度會隨之發(fā)生較大的變化，此時通過自感應(yīng)技術(shù)便可以從橋梁內(nèi)部的各類離子量、電導(dǎo)率等方面來分析橋梁的現(xiàn)狀，完成基本的檢測任務(wù)。

2.4 基于無線電的檢測技術(shù)

橋梁內(nèi)部無論是發(fā)生金屬銹蝕還是發(fā)生崩壞脫落、出現(xiàn)空洞與裂縫，其都會對橋梁的整體或者是局部造成形變。形變發(fā)生時，以空洞為例，可能體積相對較小，但是在得不到相應(yīng)的維護且橋梁所承受的負載不變甚至逐漸加強的情況下，很容易會發(fā)生不斷地擴張。在擴張的過程中，其所釋放的能量將會以波的形式在橋梁內(nèi)部發(fā)生傳遞。而使用無線電檢測技術(shù)便是通過對橋梁內(nèi)部傳遞出的能量波進行檢測，以此來判斷橋梁內(nèi)部形變的位置、程度等，進一步分析得出橋梁的耐受度、使用壽命、最大承載等關(guān)鍵數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在這種方法不但可以應(yīng)用于橋梁的檢測，同時也在水利、隧道、公路、造船等多種工程建設(shè)行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。

3 結(jié)語

橋梁工程作為道路交通的主要連接樞紐，得到了大規(guī)模的建設(shè)和發(fā)展，并且我國在很多地域都涌現(xiàn)了標(biāo)志性的橋梁工程。然而我國橋梁建設(shè)的整體質(zhì)量仍有待改進和加強，因此探索出先進的橋梁檢測技術(shù)，對我國橋梁建設(shè)的改革創(chuàng)新以及工程質(zhì)量的保證有著十分深遠的影響。

[1] 李貴平.市政橋梁工程施工管理與質(zhì)量提升策略.房地產(chǎn)導(dǎo)刊，2015(3)：45-46.

[2] 孫藝恒.公路橋梁檢測技術(shù)的應(yīng)用探討.城市建設(shè)理論研究，2015(9)：23-24.

Discussion on bridge detection technology

Yang Rui

(ShanxiHighwayEngineeringTestingLimitedCompany,Taiyuan030008,China)

This paper discussed the main detection contents in bridge construction from the appearance characteristics, material characteristics and structural characteristics three aspects, introduced several detection technology in detection process, and discussed its specific detection method, proposed improvement of the bridge detection level had great significance to the development of China’s bridge construction.

bridge construction, detection technology, engineering quality

2015-09-14

楊 睿(1984- )，男，工程師

1009-6825(2015)33-0184-02

U446

A