公路橋梁檢測(cè)的步驟和方法分析

劉京偉 袁小文

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一、公路橋梁檢測(cè)技術(shù)的意義和重要性

（一）路橋建設(shè)過程中，工程材料的自然缺陷、工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、建造和施工的失誤難以避免，公路橋梁建成之后，如何對(duì)路橋的實(shí)際品質(zhì)進(jìn)行鑒定是業(yè)主最關(guān)心的問題。船舶和汽車等批量生產(chǎn)的機(jī)械設(shè)備，可以通過破壞性原型試驗(yàn)來檢驗(yàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)的滿足程度。路橋等建筑結(jié)構(gòu)屬于單件生產(chǎn)，不可能進(jìn)行破壞性原型試驗(yàn)，因此非破壞性檢驗(yàn)技術(shù)受到了特別的關(guān)注。路橋結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)檢測(cè)方法和技術(shù)不僅具有重要的理論價(jià)值，而且具有廣闊的應(yīng)用前景。

（二）公路橋梁工程試驗(yàn)檢測(cè)工作，不僅是評(píng)價(jià)工程質(zhì)量缺陷和鑒定工程事故的手段，也是工程質(zhì)量科學(xué)管理的重要手段，還是公路橋梁工程質(zhì)量管理的重要組成部分。其重要性主要體現(xiàn)以下幾個(gè)方面：

1.公路橋梁的試驗(yàn)檢測(cè)，有利于推廣新技術(shù)，它為程施工積累經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，有效的對(duì)新材料、新技術(shù)、新工藝進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，可以將新工藝恰當(dāng)?shù)赝度氲缴a(chǎn)之中，保證計(jì)劃的可行性、適用性、有效性、先進(jìn)性。

2.公路橋梁通過試驗(yàn)檢測(cè)，能充分利用當(dāng)?shù)爻霎a(chǎn)的材料，偏于就地取材。這樣，譬如建設(shè)地點(diǎn)的沙石，填料等等，可借助試驗(yàn)這種手段，以確定上述材料是否滿足于施工技術(shù)規(guī)定要求。

3.公路橋梁通過試驗(yàn)檢測(cè)，可加強(qiáng)質(zhì)量保證。如果有了有效地測(cè)試手段，可科學(xué)地評(píng)定路用各種原材料及其成品、半成品材料的質(zhì)量好壞。可以對(duì)任何一種材料均可通過對(duì)其規(guī)定性能的相關(guān)檢驗(yàn)，從而評(píng)定其產(chǎn)品是否合格。

二、公路橋梁檢測(cè)的步驟和方法

根據(jù)作者多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為公路橋梁檢測(cè)的步驟和方法主要有如下幾種：

第一，外觀檢查與病害分析，通?？梢愿鶕?jù)橋型確定調(diào)查的要點(diǎn)，如梁橋的檢查要點(diǎn)有：跨中區(qū)域的裂縫、撓度；端部的剪力縫；主梁連接部位的狀況；構(gòu)件的外觀質(zhì)量等等。另外還應(yīng)按照部位逐一檢查，橋梁從總體上可以分為上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)、附屬結(jié)構(gòu)。上部結(jié)構(gòu)在梁式橋中主要是指主梁，在拱中則還包括主拱肋、拱波、拉索、風(fēng)撐等等，根據(jù)結(jié)構(gòu)形式有所區(qū)別；下部結(jié)構(gòu)則包括橋墩、橋臺(tái)、基礎(chǔ)與承臺(tái)、樁等；附屬結(jié)構(gòu)則有橋面鋪裝、人行道、緣石、欄桿、伸縮縫等。

第二，對(duì)材料的檢測(cè)。鋼材的強(qiáng)度一般以設(shè)計(jì)、施工有關(guān)資料為依據(jù)，不再檢查，當(dāng)懷疑鋼材質(zhì)量有問題或者資料不明確時(shí)應(yīng)采取必要的措施截取試件進(jìn)行材料試驗(yàn)?；炷恋膹?qiáng)度會(huì)隨著時(shí)間的推移產(chǎn)生一些變化，比較大的橋梁通常會(huì)有同期的試塊用以確定強(qiáng)度。對(duì)于沒有試塊的橋梁，其混凝土強(qiáng)度可用回彈儀、超聲波檢測(cè)儀等進(jìn)行推定，必要的時(shí)候可在結(jié)構(gòu)上鉆取試件進(jìn)行材料試驗(yàn)。

第三，承載力檢算。當(dāng)對(duì)橋梁的整體特性進(jìn)行了一些了解之后應(yīng)當(dāng)做一些驗(yàn)算工作，通過驗(yàn)算對(duì)不能滿足要求的橋梁可以考慮重建，有利用價(jià)值的則應(yīng)當(dāng)進(jìn)行進(jìn)一步的鑒定工作。

第四，靜力試驗(yàn)。①試驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作，首先應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)孔的選擇，其主要綜合考慮以下條件：該孔(或墩)計(jì)算受力最不利；該孔(或墩)施工質(zhì)量較差，缺陷較多或病害較嚴(yán)重；該孔(或墩)便于搭設(shè)腳手架及設(shè)置測(cè)點(diǎn)或試驗(yàn)時(shí)便于加載。其次，加載方案的確定，選好了試驗(yàn)孔之后，我們要在有限的試驗(yàn)孔上取得有代表性的測(cè)試值，必須精心規(guī)劃加載方案。②測(cè)試中應(yīng)獲取的主要數(shù)據(jù)與測(cè)試方法。首先應(yīng)根據(jù)測(cè)試目的確定要獲取的數(shù)據(jù)，橋梁作為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)物涉及的細(xì)節(jié)很多，我們也不可能面面俱到，我們應(yīng)根據(jù)前期的外觀檢測(cè)以及鑒定工作明確需要測(cè)定的部位及需要取得的參數(shù)，減少不必要的勞動(dòng)。

第五，動(dòng)力試驗(yàn)。橋梁檢測(cè)中動(dòng)載試驗(yàn)的內(nèi)容主要是結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性和動(dòng)載響應(yīng)的試驗(yàn)與分析，量測(cè)的主要部位是結(jié)構(gòu)動(dòng)力效應(yīng)最大構(gòu)件的動(dòng)應(yīng)力及動(dòng)變形的控制截面。①測(cè)試儀器，動(dòng)載試驗(yàn)的測(cè)試儀器主要包括測(cè)試傳感器，信號(hào)放大器，光線示波器，磁帶記錄儀和數(shù)字信號(hào)處理機(jī)。②橋梁動(dòng)載試驗(yàn)的激振方法，橋梁動(dòng)載試驗(yàn)的激振方法應(yīng)根據(jù)橋梁的結(jié)構(gòu)型式和剛度，選擇效果好、易實(shí)施的方法。常用的方法有自振法、共振法和脈動(dòng)法三種。③動(dòng)載試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析及評(píng)定，其一，固有頻率的測(cè)定，對(duì)于比較簡單的結(jié)構(gòu)，只需結(jié)構(gòu)的一階頻率，對(duì)于較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析，還應(yīng)考慮第二、第三及更高階的頻率。其二，阻尼的測(cè)定，橋梁結(jié)構(gòu)的阻尼特性一般由對(duì)數(shù)衰減率δ或阻尼比D來表示，可由時(shí)域信號(hào)中的振動(dòng)衰減曲線求得。另外，也可以從功率譜圖中，用半功率帶寬法來計(jì)算阻尼，一般測(cè)試系統(tǒng)軟件均可完成此類分析。其三，振型的確定，一般橋梁結(jié)構(gòu)的基頻是動(dòng)力分析的重要參數(shù)。傳感器測(cè)點(diǎn)的布置根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)形式，通過理論分析后確定。振型的測(cè)定一般采用多個(gè)傳感器測(cè)定。其四，沖擊系數(shù)的確定，橋規(guī)中定義沖擊系數(shù)μ為沖擊力與汽車荷載之比。對(duì)于線彈性狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)來說，動(dòng)荷載產(chǎn)生的荷載效應(yīng)與靜荷載產(chǎn)生的荷載效應(yīng)之比即為1+μ。

隨著公路橋梁的建設(shè)技術(shù)逐步發(fā)展，對(duì)于橋梁的質(zhì)量監(jiān)管問題同時(shí)得到了相關(guān)工作人員的大力重視，通過在施工環(huán)節(jié)的嚴(yán)格監(jiān)管，按照施工技術(shù)實(shí)現(xiàn)工程質(zhì)量的保障，就可以提高橋梁質(zhì)量，能夠促進(jìn)橋梁使用年限的延長，只有這樣才能夠與逐漸發(fā)展的公路交通事業(yè)相互促進(jìn)發(fā)展，公路橋梁的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)工作的進(jìn)行不僅能夠提升公路橋梁的監(jiān)管工作水平，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)未來公路橋梁建設(shè)的良好意義，通過不斷的技術(shù)檢驗(yàn)水平的提高，促進(jìn)了公路橋梁的未來良好發(fā)展，這是目前經(jīng)濟(jì)建設(shè)工作中的一個(gè)重點(diǎn)方面。提高公路橋梁的檢驗(yàn)水平，才能夠切實(shí)保障施工質(zhì)量的提高，這是不僅關(guān)系到公路橋梁的施工水平，同時(shí)也是對(duì)于國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要保障。