道路與橋梁工程檢測技術(shù)

李澤軍

摘要：公路橋梁建設(shè)質(zhì)量是影響其使用壽命關(guān)鍵因素，按照設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和施工資料以及規(guī)范作對公路橋梁的施工質(zhì)量進(jìn)行檢測是保證質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。所以加強(qiáng)公路橋梁檢測技術(shù)的研究有一定的必要性。本文呢就道路與橋梁工程檢測的原因、重要性進(jìn)行探析，同時也對公路橋梁的無損檢測技術(shù)作了闡述。

關(guān)鍵詞：公路橋梁檢測技術(shù);原因;重要性

前 ?言

近年來，隨著公路工程建設(shè)步伐的加快，我國的試驗檢測行業(yè)得到了很大發(fā)展，但其受重視程度仍然不高，致使一些重大工程事故的發(fā)生。再者就是我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，在公路橋梁上行駛的超重車和大噸位車越來越多，橋梁受壓能力不夠會給人們的生活乃至生命造成威脅。我們必須對橋梁工程的各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量問題進(jìn)行相應(yīng)的檢測與鑒定，而公路橋梁檢測是一項復(fù)雜而巨大的工程，為了保證公路橋梁的質(zhì)量，不僅需要專業(yè)人員的細(xì)致工作，還要有先進(jìn)的檢測技術(shù)為支撐。

一、公路橋梁檢測的原因

公路橋梁檢測的原因：第一是公路橋梁的質(zhì)量滿足要求但是要求進(jìn)一步提高它們的承載力;第二是公路橋梁的施工質(zhì)量不符合規(guī)范要求，同時與公路橋梁的設(shè)計要求也有差距;第三是為了獲得更豐富的相關(guān)資料，公路橋梁需要進(jìn)行超設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的檢測;第四是公路橋梁沒有充分的設(shè)計和施工資料作為質(zhì)量檢測依據(jù);第五是公路橋梁在竣工試用一段時間以后發(fā)現(xiàn)了較為嚴(yán)重的病害和質(zhì)量隱患，對其承載力有重要影響。另外還有就是一些短期的檢測工作已經(jīng)難以滿足現(xiàn)在大型公路橋梁的長期的安全運營和使用的質(zhì)量要求，故需要對它們進(jìn)行更長時期的檢測和健康監(jiān)護(hù)。

二、公路工程試驗檢測工作的重要性

1.公路工程試驗檢測工作集試驗檢測基本理論、測試操作技能和公路工程相關(guān)學(xué)科的基礎(chǔ)知識于一體，涉及工程參數(shù)、施工質(zhì)量控制、工程驗收評定、養(yǎng)護(hù)管理決策等方方面面。

2.公路工程試驗檢測工作能對新技術(shù)、新工藝及新材料進(jìn)行及時、有效地試驗檢測和研究，鑒定其是否符合國家標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計要求，為完善設(shè)計理論和積累施工工藝實踐資料，以及推廣和應(yīng)用新材料、新工藝、新技術(shù)作貢獻(xiàn)。

3.公路工程試驗檢測工作是合理控制并科學(xué)評價施工質(zhì)量的有效方法，是評價工程質(zhì)量缺陷、鑒定和預(yù)防工程質(zhì)量事故的有效手段。通過試驗檢測工作，為質(zhì)量缺陷或質(zhì)量事故判定提供實測數(shù)據(jù)，以便準(zhǔn)確判定事故性質(zhì)、范圍和程度，合理評價事故損失，明確責(zé)任，從中總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)。

4.公路工程試驗檢測工作能對各種施工原材料、半成品或成品進(jìn)行鑒定，檢測其質(zhì)量是否符合國家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、試驗規(guī)范及設(shè)計文件的要求，以此作為判定是否接收材料的依據(jù)。這對于合理應(yīng)用材料，為企業(yè)取得良好的經(jīng)濟(jì)效益打下堅實的基礎(chǔ)。

三、公路橋梁檢測的主要措施

1.靜載試驗

公路橋梁的靜載檢測技術(shù)，以檢測目的為基礎(chǔ)獲取主要數(shù)據(jù)，公路橋梁是一個整體，所以在對其進(jìn)行檢測不能涉及到各個方面。橋梁的靜載試驗首先要針對橋梁的豎向撓度、側(cè)向撓度以及扭轉(zhuǎn)變形三個方面進(jìn)行重點檢測;其次要對控制截面的應(yīng)力分析時得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，同時總結(jié)出最大值和橋梁發(fā)生的偏載特性;第三是要對支座的伸縮量和轉(zhuǎn)角改變程度、支座的沉降量以及墩頂相對位移進(jìn)行檢測;第四要認(rèn)真仔細(xì)的找出運營橋梁的表面是否有裂縫出現(xiàn)，如果通過檢測發(fā)現(xiàn)有初始裂縫出現(xiàn)就要記錄試驗所施加的加荷載，并且對于裂縫出現(xiàn)的位置、裂縫發(fā)展的方向、長度、寬度以及卸載后裂縫發(fā)生閉合情況等相關(guān)資料要保證全部詳細(xì)記錄。

2.動載試驗

橋梁動載試驗，指通過對橋梁本身施加一定的附加振動力，使得橋梁產(chǎn)生共振，并對橋梁回饋的振動信號進(jìn)行檢測和記錄，進(jìn)而得出相應(yīng)的檢測橋梁的結(jié)構(gòu)頻率，了解橋梁的基本結(jié)構(gòu)情況和工作水平和狀態(tài)。動載試驗是最基礎(chǔ)的動力檢測方法，它以應(yīng)用振動理論和試驗為基礎(chǔ)，對橋梁運營時的震動問題進(jìn)行檢測的主要方法。主要包括橋梁動力特性檢測、動載響應(yīng)的試驗等。

3.公路橋梁的混凝土強(qiáng)度、質(zhì)量檢測

目前，對混凝土的強(qiáng)度進(jìn)行檢測的主要方法有超聲回彈綜合法、散射法、鉆芯法、Windsor探針貫入法等。不同的檢測方法以不同的原理為支撐，而且檢測結(jié)果和要求也各自不同，但是無論使用哪種方法，在檢測前都要對各方面因素進(jìn)行綜合考慮。而對于公路橋梁的混凝土質(zhì)量檢測，主要為為BCT橋梁CT技術(shù)。BCT橋梁CT基礎(chǔ)是通過聲波在混凝土中的速度來測定混凝土的密度和均勻性等參數(shù)的，進(jìn)而來了解橋梁結(jié)構(gòu)中的混凝土質(zhì)量和出現(xiàn)的損害程度。聲波在混凝土中的傳播速度可以被作為混凝土抗壓強(qiáng)度的評價指標(biāo)。而且聲波是速度與混凝土的抗壓強(qiáng)度呈現(xiàn)正比關(guān)系，即聲波速度越快，混凝土的抗壓強(qiáng)度越強(qiáng)，而且這一結(jié)論也被大量的試驗和理論研究所驗證。另外，BCT橋梁CT技術(shù)不僅可以發(fā)現(xiàn)存在的問題，還可以作為檢測技術(shù)來檢查處治效果。

四、公路橋梁的無損檢測技術(shù)

1.雷達(dá)與紅外熱象儀施工檢測技術(shù)

“紅外熱象儀”是利用一臺紅外攝像機(jī)來產(chǎn)生一幅橋面溫度圖的。這種溫度圖象揭示了在陽光照射下混凝土開裂部位對應(yīng)橋面的“熱點”。這種溫度較高的“熱點”是由于薄的充滿空氣的空腔就象絕熱體一樣，使得其上的混凝土的溫度上升得更快些而形成的》“雷達(dá)”的工作原理是發(fā)射短促的電磁脈沖，然后由這些電磁脈沖形成的電磁波可被混凝土中的各種異質(zhì)界面反射回來而產(chǎn)生回波。雷達(dá)回波的交替變化之波形和混凝土發(fā)生病害及出現(xiàn)裂縫后狀況有密切的對應(yīng)關(guān)系（但解釋判讀困難）。使用雷達(dá)、紅外熱象儀、激光光學(xué)、超聲波和其它一些新的技術(shù)手段可在一天之內(nèi)就能準(zhǔn)確地測量成百上千公里路面或幾十座橋的橋面。

2.光纖傳感器技術(shù)

對于橋梁施工檢測使用的傳感器，其原理是當(dāng)光纖受到拉壓的時候，應(yīng)變發(fā)生位置處的布里淵散射光會產(chǎn)生相應(yīng)的改變。從頻率上看，布里淵頻移與光纖軸向應(yīng)變量成正比。通過設(shè)備測量采集光纖溫度及布里淵頻移，進(jìn)而計算得到橋梁變形情況。纖傳感器目前在世界范圍內(nèi)，被廣泛應(yīng)用于測量溫度、壓力、振動、位移、電場、電流、電壓、磁場、水聲、液位、流量以及輻射等物理量，超過100種。

3.無線電施工檢測技術(shù)

這是利用反復(fù)的周期性的疲勞荷載可以導(dǎo)致鋼橋結(jié)構(gòu)（構(gòu)件）出現(xiàn)裂縫，這些裂縫以很細(xì)微的程度在擴(kuò)大。裂縫的擴(kuò)大在（結(jié)構(gòu)）構(gòu)件表面（層）會伴隨著能量的釋放，產(chǎn)生出應(yīng)力波。無線電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以定量的確定應(yīng)力波及其準(zhǔn)確位置。

4.自感應(yīng)施工檢測技術(shù)

感應(yīng)施工檢測技術(shù)應(yīng)用更為廣泛，為橋梁各類物理量施工檢測而開發(fā)的傳感器多種多樣。如用于測量、定位橋梁中鋼筋斷裂產(chǎn)生的應(yīng)力波的加速計。為測量混凝土氯離子含量、鋼筋銹蝕、混凝土的導(dǎo)電率的各類小型的可埋置于梁體內(nèi)部的感應(yīng)裝置。為測量橋梁翼墻位移的位移傳感器。該類設(shè)備普遍造價低廉，結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠，可大規(guī)模適用于各類新建或在役橋梁。

5.激光施工檢測系統(tǒng)技術(shù)

通過激光系統(tǒng)可即時測量測點的三維坐標(biāo)。對普通鋼材、混凝土和木材均可良好發(fā)揮作用。該系統(tǒng)可以迅速精確地測量任意汽車通過橋梁而產(chǎn)生的變形。通過長期監(jiān)測還可通過坐標(biāo)數(shù)據(jù)的比對分析判斷橋梁是否沉降或產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失。

6.智能橋梁支座

智能支座能通過預(yù)制在支座內(nèi)部的傳感器采集橋梁活載和恒載的分布，進(jìn)而提供分析判斷橋梁技術(shù)狀況的重要依據(jù)。支座內(nèi)設(shè)多個用于測量壓應(yīng)變和剪力的光學(xué)纖維感應(yīng)器。

五、結(jié)束語

目前我國大量早期建設(shè)的橋梁進(jìn)入了病害集中爆發(fā)期，橋梁施工檢測的工作量大的需求與橋梁施工檢測設(shè)備不盡完善、功能單一，價格昂貴的矛盾還將長期存在。但是隨著我國科技的不斷進(jìn)步和發(fā)展以及新型檢測設(shè)備的不斷出現(xiàn)，橋梁檢測技術(shù)也會越來越成熟。

參考文獻(xiàn)：

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