橋梁常見病害的成因和快速檢測技術(shù)

趙博林 周航

摘 要：隨著我國城市交通運(yùn)輸業(yè)的不斷發(fā)展，橋梁工程的發(fā)展取得了一定的成功。不論是在物流運(yùn)輸當(dāng)中，還是人們的日常通行都需要依賴交通運(yùn)輸系統(tǒng)，其中橋梁的作用十分重要。由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，使得當(dāng)前的私家車數(shù)量劇增，為橋梁工程帶來了巨大的壓力。如果橋梁存在質(zhì)量問題，將會(huì)對(duì)來往行車造成極大的威脅。

關(guān)鍵詞：橋梁;常見病害;成因;快速檢測技術(shù)

引言

在我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力逐漸壯大的今天，橋梁在我國交通建設(shè)中占據(jù)著重要的地位，如果橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)病害問題，輕則會(huì)影響行車舒適性，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起交通安全事故。為此，應(yīng)當(dāng)定期對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面檢查，借助無損檢測技術(shù)，了解橋梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀況，給病害問題的處理提供依據(jù)。

1橋梁常見病害的成因

1.1路面破裂

（1）外部環(huán)境溫度影響。橋梁是長期暴露在自然環(huán)境中的公共設(shè)施，季節(jié)輪換和晝夜交替產(chǎn)生的溫差變化，水泥混凝土在熱脹冷縮作用下發(fā)生自由變形，受橋梁表面和內(nèi)部結(jié)構(gòu)束縛，溫變效應(yīng)產(chǎn)生的各種應(yīng)力導(dǎo)致混凝土路面產(chǎn)生不同程度的裂縫;（2）受力超過路面負(fù)荷。當(dāng)路面上的行人及車輛超過路面額定負(fù)荷時(shí)，水泥混凝土路面受到嚴(yán)重?cái)D壓發(fā)生彎曲變形，導(dǎo)致路面表層產(chǎn)生裂縫。特別是隨著我國車輛量的增加，超載情況頻繁，加上橋梁承載能力隨著使用時(shí)間逐漸降低，路面受力導(dǎo)致的裂縫產(chǎn)生可能性越來越大。

1.2 橋梁剝蝕的問題

橋梁出現(xiàn)剝蝕主要是人為因素和外部因素作用的結(jié)果，因橋梁所處的環(huán)境不同，在暴風(fēng)雨、風(fēng)雪環(huán)境下橋梁的損壞程度與其他環(huán)境下的橋梁相比更嚴(yán)重。在日常使用中，如果出現(xiàn)維護(hù)工作不合格問題，也會(huì)導(dǎo)致橋梁病害的出現(xiàn)。剝蝕現(xiàn)象會(huì)影響到橋梁的美觀性，同時(shí)會(huì)影響其使用壽命。

1.3橋梁支座病害以及伸縮縫病害問題

橋墩以及橋臺(tái)位置會(huì)設(shè)置橋梁支座，以承受橋梁上部結(jié)構(gòu)傳遞的縱向力以及橫向力。如果沒有定期對(duì)橋梁支座進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，可能導(dǎo)致橋梁支座位置發(fā)生改變。出現(xiàn)此病害的主要原因在于支座的選擇與橋梁實(shí)際情況不符;也可能是受到外界因素影響，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)受力發(fā)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)破損。另外，施工過程中會(huì)設(shè)置伸縮縫，但受到長期荷載以及外界因素的影響，該裝置也會(huì)出現(xiàn)一定問題，進(jìn)而導(dǎo)致其功能降低。

2快速檢測技術(shù)

2.1混凝土內(nèi)部缺陷快速檢測技術(shù)

通過利用探地雷達(dá)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)橋梁內(nèi)部進(jìn)行快速無損的檢測目的，能夠針對(duì)橋梁當(dāng)中的混凝土空洞以及由雜物導(dǎo)致的缺陷進(jìn)行篩查。其具體檢測原理為裝置向橋面發(fā)射電磁波，高頻電磁波在遇到不同介質(zhì)時(shí)將會(huì)發(fā)生不同的發(fā)射現(xiàn)象，這些電磁波經(jīng)過回收后根據(jù)不同的反射形式，能夠計(jì)算出實(shí)際的表面厚度，從而為橋梁內(nèi)部缺陷的分析提供數(shù)據(jù)支撐。

2.2橋梁現(xiàn)澆施工支架安裝質(zhì)量檢測技術(shù)

現(xiàn)澆支架施工質(zhì)量對(duì)全橋的整體品質(zhì)具有重要影響，其中最為關(guān)鍵的是支架安裝作業(yè)，為確保其具有穩(wěn)定性需在正式施工前展開分析，掌握其強(qiáng)度與穩(wěn)定性情況，并將支架設(shè)置方案交給專業(yè)人員評(píng)估。實(shí)際施工中以支架安裝方案為基本依據(jù)，有序完成各環(huán)節(jié)施工。結(jié)束支架安裝后為之適配相應(yīng)的配套裝置，如剪力桿、橫梁。根據(jù)現(xiàn)階段的行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r，支架性能檢測所用設(shè)備為傳感器，將其設(shè)置于支架上從而掌握各構(gòu)件（ 鋼管） 的實(shí)際使用情況，如應(yīng)變、位移等;此外加速度傳感器也是較為合適的儀器，其主要作用在于檢測以支架頻率為代表的相關(guān)動(dòng)力參數(shù)。

2.3混凝土檢測法

橋梁的主要材料是混凝土，在整個(gè)工程的建設(shè)中，混凝土材料是基礎(chǔ)型的材料。在開展無損檢測時(shí)，也應(yīng)針對(duì)混凝土材料的質(zhì)量進(jìn)行深度檢測。以無損檢測技術(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)其進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化，由此而得出了機(jī)敏混凝土檢測法。從目前這種檢測方法的發(fā)展、應(yīng)用情況來看，機(jī)敏檢測不光有無損檢測的特點(diǎn)，而且它的檢測失誤率也比較低，在應(yīng)用階段能夠大大提高橋梁的檢測質(zhì)量。

2.4光纖檢測技術(shù)

從當(dāng)前情況來看，光纖檢測技術(shù)的應(yīng)用范圍較為廣泛，包括機(jī)械制造行業(yè)、建筑行業(yè)以及工業(yè)等，在進(jìn)行檢測的過程中，負(fù)責(zé)檢測的人員可以準(zhǔn)確采集時(shí)間。壓強(qiáng)以及電氣等參數(shù)，并以此為基礎(chǔ)制作出高精度的光纖傳感器。在對(duì)橋梁進(jìn)行檢測的過程中，如果應(yīng)力過于集中，勢必會(huì)出現(xiàn)壓縮或者拉伸的情況，而光纖傳感器可以及時(shí)鎖定出現(xiàn)問題的位置，并且能夠根據(jù)所采集的數(shù)據(jù)分析出缺陷的大小。應(yīng)用光纖檢測技術(shù)進(jìn)行橋梁的檢測，具有很高的精確度，這樣能夠有效提高檢測的工作效率，提高橋梁工程的安全性。

2.5沖擊波檢測技術(shù)

時(shí)至今日，沖擊波檢測已經(jīng)成為現(xiàn)代社會(huì)非常常用的橋梁檢測技術(shù)之一。這種檢測技術(shù)的主要依據(jù)是脈沖原理，人們可以通過發(fā)射脈沖信號(hào)分析橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)，幵利用相關(guān)裝置完成脈沖信號(hào)接收以及分析處理，最終可以在計(jì)算機(jī)當(dāng)中將結(jié)構(gòu)物內(nèi)部情冴完整展現(xiàn)出來。同時(shí)，通過對(duì)實(shí)際應(yīng)用情冴迚行分析可以得出，沖擊波檢測技術(shù)絕對(duì)丌會(huì)損壞橋梁的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而丏檢驗(yàn)效率以及檢驗(yàn)結(jié)果的精確度都相對(duì)較高。所以檢測人員在工作展開過程中，完全可以利用這項(xiàng)技術(shù)展開內(nèi)部檢測，從而為施工建設(shè)的順利展開以及工程質(zhì)量提供更有力地支持和保障。

2.6超聲波檢測技術(shù)

超聲波本是人體耳朵無法捕捉到的高頻聲波，在橋梁檢測工作中，超聲波也被應(yīng)用于無損檢測技術(shù)中。這種檢測技術(shù)就是在需要檢測的部位，利用一些專業(yè)的設(shè)備儀器，對(duì)橋梁發(fā)射超聲波，聲波將在橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部進(jìn)行傳輸，然后再從內(nèi)部結(jié)構(gòu)損傷或縫隙反射回來，再由專業(yè)的設(shè)備器械進(jìn)行接收與分析，對(duì)反射波的狀態(tài)進(jìn)行分析，工作人員就能夠?qū)蛄旱臓顟B(tài)進(jìn)行判斷，因此，我們可以將超聲波技術(shù)理解為醫(yī)生的“聽診器”，通過“聽”來判斷橋梁的損傷程度以及完整性。

2.7無線電檢測技術(shù)

指利用先迚設(shè)備對(duì)亍無線電發(fā)射頻率、反饋波長等內(nèi)容迚行采集，隨后對(duì)亍出現(xiàn)異常反饋部位進(jìn)行側(cè)向定位的檢測方法。當(dāng)橋梁工程完工且交付使用以后，其應(yīng)該可以負(fù)荷交通運(yùn)輸所帶來的壓力，同時(shí)還應(yīng)該滿足周期性以及非周期性的汽車負(fù)載壓力，不管有哪一項(xiàng)要求不能滿足，橋梁都有可能出現(xiàn)裂縫，并且隨著使用時(shí)間的丌斷延長，裂縫會(huì)變得越來越大，甚至?xí)邢聣媶栴}發(fā)生，造成塌陷，嚴(yán)重的話還有可能威脅人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。在這種情況下，人們完全可以通過無線電探測技術(shù)來對(duì)道橋梁展開檢查以及探測，而無線電技術(shù)需要利用無線射線追蹤裂縫造成的反射弧，然后以此找出裂縫產(chǎn)生位置。因此，在應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)展開工作之前，需要先安裝傳感器，因?yàn)閭鞲衅魇怯?jì)算分析裂縫反射弧線數(shù)據(jù)的必要輔助工具，只有得出精確的計(jì)算結(jié)果才可以展開迚一步的探究，進(jìn)而更加高效的解決問題。

結(jié)語

橋梁的養(yǎng)護(hù)管理工作至關(guān)重要，不但能夠有效延長公路橋梁的使用壽命，還能改善橋梁的使用效果，使駕駛?cè)藛T在行車過程中的安全性及舒適性得到保障，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)公路橋梁的價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

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[2]張士兵.橋梁工程的常見病害與施工處理措施研究[J].工程技術(shù)研究，2019，4（17）：58-59.

作者簡介：

趙博林（1998.12），男，漢族，河南省周口市人，鄭州市高新技術(shù)開發(fā)區(qū)鄭州大學(xué)水利科學(xué)與工程學(xué)院道路橋梁與渡河工程專業(yè)本科生。

周航（1999.12），男，漢族，寧夏回族自治區(qū)中衛(wèi)市人，鄭州市高新技術(shù)開發(fā)區(qū)鄭州大學(xué)水利科學(xué)與工程學(xué)院水利類專業(yè)本科生。

（鄭州大學(xué) ?河南鄭州 ?450001）