橋梁檢測(cè)的技術(shù)研究與分析

劉 欣 超

(天鎮(zhèn)至大同高速公路管理處，山西 大同 037000)

橋梁檢測(cè)的技術(shù)研究與分析

劉 欣 超

(天鎮(zhèn)至大同高速公路管理處，山西 大同 037000)

介紹了橋梁檢測(cè)常見的內(nèi)容與方法，并針對(duì)存在的問題提出了解決措施，指出在橋梁的建設(shè)以及運(yùn)營過程中，必須根據(jù)實(shí)際情況做好橋梁結(jié)構(gòu)的檢測(cè)，才能夠保證橋梁的安全。

橋梁，檢測(cè)技術(shù)，質(zhì)量檢測(cè)

0 引言

當(dāng)前我國的交通事業(yè)在不斷地發(fā)展，全國各地有大量的橋梁正在不斷建成與投入使用。在當(dāng)前的橋梁設(shè)計(jì)與施工過程當(dāng)中，雖然都會(huì)采用當(dāng)前最先進(jìn)的技術(shù)與工藝來保證橋梁完工以后的質(zhì)量，但是受限于環(huán)境影響，當(dāng)前的技術(shù)以及工藝的發(fā)展，往往施工的質(zhì)量并不能夠達(dá)到預(yù)期的效果，而且由于我國的國情，橋梁投入使用之后往往實(shí)際承受的荷載也要比設(shè)計(jì)荷載要大很多。加上很多橋梁的使用環(huán)境較差，對(duì)于橋梁主體結(jié)構(gòu)也會(huì)造成一定的影響，如果橋梁有部分因素影響耐久性，那么在使用的過程中，橋梁就會(huì)出現(xiàn)垮塌、斷裂等事件，嚴(yán)重威脅人身健康與財(cái)產(chǎn)安全。所以在橋梁投入使用以后，還應(yīng)當(dāng)采取一定的手段對(duì)橋梁本身的施工質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，并采取保護(hù)措施來保護(hù)橋梁結(jié)構(gòu)的安全與正常使用。

1 橋梁檢測(cè)的作用

橋梁檢測(cè)的意義就是使用橋梁檢測(cè)儀器對(duì)正在使用的橋梁結(jié)構(gòu)以及附屬設(shè)施進(jìn)行檢查、試驗(yàn)并對(duì)其進(jìn)行記錄與描述。橋梁檢測(cè)的內(nèi)容包括定期檢測(cè)、荷載試驗(yàn)、施工過程監(jiān)控、特殊檢測(cè)以及運(yùn)營檢測(cè)。在任何階段，橋梁檢測(cè)都具有非常重要的作用，因此橋梁結(jié)構(gòu)無論是在施工過程中還是在使用過程當(dāng)中都應(yīng)當(dāng)及時(shí)進(jìn)行檢測(cè)，確定橋梁的結(jié)構(gòu)是否安全，附屬設(shè)施是否正常。因?yàn)閷?duì)橋梁進(jìn)行檢測(cè)，能夠及時(shí)地發(fā)現(xiàn)橋梁主體結(jié)構(gòu)存在的損害，并根據(jù)數(shù)據(jù)來判斷橋梁結(jié)構(gòu)是否出現(xiàn)了質(zhì)量或者性能下降的情況。從而針對(duì)這樣那樣的情況制訂相應(yīng)的解決方案，并進(jìn)行有效的加固、維修和維護(hù)，進(jìn)一步延長橋梁的使用壽命，減少各種交通事故的發(fā)生，保證行人的健康和社會(huì)的穩(wěn)定。換句話說，橋梁檢測(cè)就是用科學(xué)的檢測(cè)手段對(duì)橋梁的綜合現(xiàn)狀進(jìn)行檢測(cè)，并為橋梁的安全運(yùn)行提供建議和方案，對(duì)橋梁進(jìn)行加固，維修，使其更加安全可靠。

2 橋梁檢測(cè)中常用的檢測(cè)方法

2.1 外觀質(zhì)量檢查

對(duì)于正在使用當(dāng)中的橋梁最常用的檢測(cè)方法就是外觀質(zhì)量檢測(cè)。近年來，發(fā)生橋梁安全事故的原因通常都是由于材料的老化、車輛的超載、雨水對(duì)受力鋼筋的腐蝕等等造成的，因此最常見的橋梁事故就是垮塌事故，而橋梁在發(fā)生垮塌之前，都會(huì)發(fā)生變形、開裂等異常情況，這些情況通過外觀質(zhì)量檢測(cè)的方法就能夠及時(shí)地發(fā)現(xiàn)，并做出有效的應(yīng)對(duì)措施。例如橋梁在經(jīng)歷酸雨之后，就能夠通過檢查橋梁裂縫等方法查看鋼筋的破損，主要的檢測(cè)內(nèi)容也包括對(duì)橋梁受力構(gòu)件的尺寸測(cè)量，構(gòu)件的變形與位移，以及對(duì)結(jié)構(gòu)變形進(jìn)行后續(xù)測(cè)量等等。

當(dāng)然在檢測(cè)過程當(dāng)中，針對(duì)不同結(jié)構(gòu)類型的橋梁，檢測(cè)的關(guān)鍵部位和側(cè)重的地方都是不一樣的。不過，無論是哪一種類型的橋梁，采用外觀質(zhì)量檢測(cè)的方法都是主要通過三個(gè)步驟來進(jìn)行，分別是橋梁的上部結(jié)構(gòu)，下部結(jié)構(gòu)和附屬結(jié)構(gòu)。橋梁上部結(jié)構(gòu)檢查的部位對(duì)于拱橋是拱上結(jié)構(gòu)、拱圈，對(duì)于梁式橋則重點(diǎn)檢查主梁。下部結(jié)構(gòu)各類型橋梁的主要檢查內(nèi)容都是檢查承臺(tái)、橋臺(tái)和樁基結(jié)構(gòu)，附屬結(jié)構(gòu)的檢測(cè)主要包括排水設(shè)施、橋梁的照明系統(tǒng)，鋪裝結(jié)構(gòu)和各種標(biāo)識(shí)標(biāo)線等。常用的外觀檢測(cè)手段除了目測(cè)以外主要是采用無損檢測(cè)的方法進(jìn)行，無損檢測(cè)技術(shù)基于的原理都是電磁技術(shù)、雷達(dá)技術(shù)等結(jié)合數(shù)字信號(hào)設(shè)備來反映出橋梁的損傷位置以及程度。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，無損檢測(cè)的檢測(cè)結(jié)果也越來越準(zhǔn)確，無損檢測(cè)在橋梁事故的減少上發(fā)揮了重要的作用。

2.2 橋梁動(dòng)力荷載試驗(yàn)

橋梁的動(dòng)力荷載試驗(yàn)就是給橋梁施加一個(gè)外力讓橋梁能夠產(chǎn)生振動(dòng)，然后對(duì)橋梁振動(dòng)的固有頻率、阻尼比、動(dòng)力沖擊系數(shù)和振型、行車響應(yīng)等參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)與測(cè)定，并通過測(cè)定的結(jié)果對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力性能以及行車性能做出判斷。這是一項(xiàng)常見的技術(shù)，在橋梁檢測(cè)工作中也非常重要，在動(dòng)力荷載試驗(yàn)當(dāng)中，首先要對(duì)橋梁施加一個(gè)水平的外力，這個(gè)外力有一定的頻率，能夠讓橋梁在這個(gè)力的作用下產(chǎn)生共振，然后在橋梁上鋪設(shè)一定數(shù)量的檢測(cè)設(shè)備收集元件，通過線路能夠?qū)⑿盘?hào)反饋回來并顯示與分析，這樣可以對(duì)橋梁的正常承載能力與健康狀況進(jìn)行分析與評(píng)估，進(jìn)一步評(píng)估橋梁的運(yùn)營情況，查看橋梁是否存在安全隱患。對(duì)橋梁進(jìn)行動(dòng)載試驗(yàn)所包含的內(nèi)容主要包括對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的受迫特性進(jìn)行分析和對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的自振特性進(jìn)行分析，自振特性主要包括橋梁結(jié)構(gòu)的振型、頻率和阻尼比，受迫振動(dòng)是指橋梁在受到足夠壓力的情況下發(fā)生振動(dòng)的最大位移、動(dòng)應(yīng)力和振動(dòng)頻率。對(duì)橋梁進(jìn)行動(dòng)力荷載試驗(yàn)對(duì)于橋梁振動(dòng)的檢測(cè)分析有著重要的意義，能夠合理評(píng)估橋梁在受壓或者空載時(shí)的振動(dòng)特性，避免橋梁由于荷載不利而發(fā)生共振最終導(dǎo)致坍塌。

當(dāng)然在具體檢測(cè)的時(shí)候，還應(yīng)當(dāng)考慮實(shí)際工程的檢測(cè)安全要求、檢測(cè)工作的特點(diǎn)以及檢測(cè)的環(huán)境等，做好檢測(cè)過程當(dāng)中的安全保證措施。如果橋梁已經(jīng)使用了一定的年限，可以采用動(dòng)載檢測(cè)的方法對(duì)橋梁的使用性能以及橋梁的承載能力進(jìn)行檢測(cè)。進(jìn)行動(dòng)載檢測(cè)時(shí)，可以將工況分為空車、剎車以及跳車的情況下進(jìn)行檢測(cè)，按照規(guī)范要求保證車輛的行駛速度為恒定的值，對(duì)當(dāng)前情況下的振動(dòng)頻率、沖擊系數(shù)以及最大動(dòng)撓度進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)振動(dòng)頻率的大小是否超過規(guī)范的限制，通過這種方法能夠?qū)蛄旱膶?shí)際動(dòng)剛度、動(dòng)力系數(shù)以及在不同工況下橋梁受到的沖擊次數(shù)進(jìn)行評(píng)估。

2.3 橋梁靜載試驗(yàn)

靜載試驗(yàn)就是在橋梁的固定位置作用一個(gè)靜力，通過應(yīng)力觀測(cè)的手段對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、變形以及裂縫進(jìn)行測(cè)定，從而對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的靜力性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。通過橋梁的靜力荷載試驗(yàn)，能夠準(zhǔn)確地對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度與抗裂能力進(jìn)行測(cè)定，從而評(píng)估橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力。很多橋梁發(fā)生坍塌事故都是橋梁不能夠承受外界的靜力荷載導(dǎo)致的，在橋梁的運(yùn)營過程中，截面的縮小，鋼筋的腐蝕都會(huì)造成橋梁承載能力下降，因此對(duì)橋梁進(jìn)行靜力荷載試驗(yàn)?zāi)軌蚋鼫?zhǔn)確地了解橋梁的安全與可靠性。

靜載試驗(yàn)對(duì)于橋梁承載能力檢測(cè)的內(nèi)容主要包括以下幾點(diǎn)：橋梁的支座檢測(cè)，包括支座的沉降變形情況、轉(zhuǎn)角的大小、支座伸縮量的大小以及橋梁墩頂?shù)奈灰啤蛄旱呐で冃?，?duì)于橋梁橋身的轉(zhuǎn)角、變形、扭曲與豎向撓度等等進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)過程中，每一項(xiàng)都至少需要檢測(cè)3個(gè)點(diǎn)，最終選擇其中最大的一個(gè)值。在對(duì)橋梁施加應(yīng)力的時(shí)候，還應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)觀測(cè)橋梁橋身是否出現(xiàn)開裂的情況，如果出現(xiàn)裂縫還應(yīng)當(dāng)對(duì)裂縫的寬度、長度和深度進(jìn)行檢測(cè)，并記錄裂縫產(chǎn)生的位置等，在卸載的時(shí)候觀察裂縫是否已經(jīng)閉合。對(duì)應(yīng)力的分布進(jìn)行檢測(cè)，看是否與設(shè)計(jì)相符；以及在靜載試驗(yàn)當(dāng)中，如果還沒有達(dá)到試驗(yàn)設(shè)計(jì)的最大值，橋梁就出現(xiàn)了明顯的變形或者開裂，就應(yīng)當(dāng)及時(shí)地停止加載，觀察裂縫與變形是否繼續(xù)發(fā)展。在卸載之后，記錄好橋梁的殘余變形，一些結(jié)構(gòu)特殊的橋梁還應(yīng)當(dāng)記錄特殊部位的變形情況。

3 結(jié)語

橋梁在施工與使用的過程中，為了了解橋梁實(shí)際情況，做出判斷并根據(jù)情況制訂有效措施，應(yīng)當(dāng)采用外觀質(zhì)量檢測(cè)、動(dòng)載與靜載檢測(cè)的方法對(duì)橋梁的承載能力與使用性能進(jìn)行檢測(cè)，以及時(shí)了解橋梁狀況，并進(jìn)行科學(xué)評(píng)估，發(fā)現(xiàn)橋梁存在的安全隱患，進(jìn)一步維護(hù)橋梁的安全運(yùn)行，保障交通的安全。

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Researchandanalysisofbridgedetectiontechnology

LiuXinchao

(TianzhentoDatongExpresswayManagementOffice,Datong037000,China)

This paper introduces the contents and methods of bridge detection in common, and puts forward the solving measures for the existing problems, and points out that in the construction process of the bridge and the operation of the process, must do the test of bridge structure according to the actual situation, to ensure the safety of the bridge.

bridge, detection technology, quality detection

2017-10-08

劉欣超(1987- )，女，工程師

1009-6825(2017)35-0175-02

U446

A