橋梁鋼筋混凝土試驗檢測技術(shù)研究

裴云坤

（江西省地質(zhì)局地理信息工程大隊，江西 南昌 330001）

0 引言

隨著國家經(jīng)濟技術(shù)的快速發(fā)展，城市相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)也越來越完善。在這種新形勢下，國家公路橋梁的建設(shè)也在以非常迅猛的勢頭發(fā)展。為了滿足當(dāng)下交通運輸業(yè)發(fā)展，使人們出行便利，公路橋梁的設(shè)計工作者對橋梁工程技術(shù)不斷加以創(chuàng)新和推進，并在實際的施工建設(shè)中，把當(dāng)前新型的施工技術(shù)和新型施工材料應(yīng)用其中，使新時期的公路橋梁不管從外形還是實用性、耐久性、安全性等方面，都能很好地適應(yīng)經(jīng)濟快速發(fā)展的步伐。

在實際的施工建設(shè)前，新型材料的應(yīng)用需要工作人員對材料的性能規(guī)格給予嚴格檢測，以確保材料的性能符合公路橋梁建設(shè)的實際需求。工作人員在對公路橋梁實施鋼筋混凝土橋梁試驗檢測技術(shù)時，要確保檢測數(shù)據(jù)的準確性和真實性，在此基礎(chǔ)上才能對橋梁的承載能力進行合理的計算分析，從而實現(xiàn)橋梁設(shè)計的合理性和完善性。

1 公路橋梁鋼筋混凝土橋梁試驗的意義

1.1 排查事故隱患

在橋梁施工建設(shè)過程中，施工材料的應(yīng)用是非常重要的。工作人員在材料的性能與適用性方面，要嚴格依據(jù)相關(guān)的標(biāo)準規(guī)范對其進行檢測，以確保材料的規(guī)格參數(shù)核載都能符合橋梁建設(shè)的實際需求，只有確保材料的性能才能保證橋梁的安全性與穩(wěn)定性。在公路鋼筋混凝土橋梁施工中，普遍會應(yīng)用到公路鋼筋混凝土橋梁試驗檢測技術(shù)對工程質(zhì)量加以檢測，通過不斷試驗檢測可以得出精準度極高的數(shù)據(jù)，進而分析出工程質(zhì)量是否符合標(biāo)準[1]。

1.2 判斷橋梁承載能力

在對施工橋梁進行荷載試驗時，要做好全面的準備工作，確保試驗工作的順利進行。同時，在試驗數(shù)據(jù)出來時相關(guān)工作人員要及時對試驗數(shù)據(jù)加以分析和研究，進而判斷出橋梁結(jié)構(gòu)的實際承載力。當(dāng)前，對橋梁結(jié)構(gòu)的荷載能力也提出了更高的要求，因此橋梁的施工質(zhì)量越來越受到相關(guān)部門和施工單位的關(guān)注，同時也積極地對橋梁結(jié)構(gòu)的荷載能力進行了升級，以順應(yīng)當(dāng)下交通運輸業(yè)發(fā)展的形勢。

1.3 查明橋梁劣化程度信息

在公共交通中，公路橋梁的使用頻率是非常高的，所以其會隨著長時間的投入使用而出現(xiàn)不同程度的損壞老化，所以相關(guān)部門要加強橋梁施工和養(yǎng)護管理，并對橋梁結(jié)構(gòu)進行實時的監(jiān)測，同時對橋梁損壞老化程度有全面的掌控，并對相關(guān)數(shù)據(jù)加以分析和研究，進而制定相應(yīng)的應(yīng)急方案和養(yǎng)護管理計劃，以此避免橋梁坍塌、斷裂等安全事故的發(fā)生，保證公路橋梁的正常運行。

2 試驗檢測內(nèi)容

在橋梁鋼筋混凝土試驗檢測的過程中，檢測內(nèi)容包含以下幾個方面。

2.1 對公路路面和地基的檢測

在公路項目施工過程中，要對公路路面與地基進行相關(guān)的技術(shù)檢測。專業(yè)的檢測人員會依據(jù)當(dāng)下的檢驗標(biāo)準和規(guī)范，對其進行全方位的檢測，并對檢測數(shù)據(jù)進行仔細嚴謹?shù)姆治?，從而對工程質(zhì)量是否達標(biāo)做出結(jié)論。

2.2 對路基土石等施工建材的檢測

在公路橋梁施工中，材料質(zhì)量是影響工程質(zhì)量的重要因素。公路橋梁的建設(shè)施工材料主要有鋼筋、混凝土、瀝青、砂石等，為了確保施工的質(zhì)量，相關(guān)的工作人員要做好建筑材料的質(zhì)量檢測工作[2]。

3 公路鋼筋混凝土橋梁試驗檢測方式

3.1 混凝土檢測技術(shù)

混凝土是公路橋梁施工建設(shè)中最重要的材料，所以其質(zhì)量合格與否關(guān)乎整個工程的施工質(zhì)量，因此做好混凝土材料的檢測工作是非常重要的?；炷敛牧系臋z測主要從混凝土的碳化深度和碳化強度入手?；炷猎跐仓瓿珊?，其暴露在空氣中的一部分會出現(xiàn)碳化的情況，從而影響強度值，所以要對其加以檢測并進行修正，同時混凝土的碳化會對鋼筋質(zhì)量造成很大的危害，碳化層一旦接觸到了鋼筋就會促進鋼筋的老化腐蝕。在對混凝土進行強度檢測時，可以使用酚酞試劑，具體的操作方法：把酚酞試劑撒入混凝土施工主體里面，然后根據(jù)酚酞試劑的色變得出結(jié)論。此方法的使用適合施工面積大的工程，同時回彈檢測技術(shù)以及超聲波檢測技術(shù)也能很好地完成這一項工作。

3.2 鋼筋檢測技術(shù)

鋼筋是公路橋梁施工中常用的材料，雖然鋼筋自身的強度剛性和承載力是比較好的，但是公路橋梁的建設(shè)施工工藝相對復(fù)雜，工程難度比較大，而且施工環(huán)境比較特殊，因此極易造成鋼筋的腐蝕、銹蝕等。因此，為了適應(yīng)這種特殊的作業(yè)環(huán)境，工作人員在對鋼筋材料進行檢測時，一定要確保檢測數(shù)據(jù)的準確性，對鋼筋的性能做到充分的掌握。當(dāng)前，鋼筋的檢測技術(shù)具體可以分成兩種：第一，直接法，通過測量混凝土表面的電阻率分布情況判斷鋼筋的銹蝕可能性。第二，間接法，通過觀察鋼筋周圍的環(huán)境分析鋼筋腐蝕成因。

3.3 靜載試驗檢測技術(shù)

對公路橋梁實施靜載試驗的目的是直接了解橋梁結(jié)構(gòu)承載情況，以此判斷橋梁結(jié)構(gòu)實際的承載能力，從而檢驗公路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計與公路橋梁的施工質(zhì)量。在試驗檢測前，要做好相關(guān)的準備工作，確定試驗點。在試驗點的選擇上，要從橋梁最薄弱的地方入手，這樣才能檢測出橋梁的實際承載能力[3]。

3.4 動載試驗檢測技術(shù)

在對公路橋梁進行承載能力評估時，動載試驗檢測技術(shù)的應(yīng)用是非常廣泛的，其可以對公路橋梁整體質(zhì)量做出準確的評估。在實際的檢測過程中要與相關(guān)的理論數(shù)據(jù)相結(jié)合，并對試驗檢測結(jié)果進行分析和研究，從而對公路橋梁的運行能力和荷載力進行合理的估算。

在試驗檢測中，可能出現(xiàn)相關(guān)部件能力效應(yīng)數(shù)值超標(biāo)的情況，這時工作人員就要對控制截面進行觀察并加以分析，利用相關(guān)的儀器設(shè)備對截面進行檢測。實際的工程檢測中動載檢測方法有很多種，如自振、共振、脈沖等，這些方法的有效應(yīng)用能使鋼筋混凝土橋梁結(jié)構(gòu)動載性能數(shù)據(jù)得到很好的呈現(xiàn)。

3.5 射線檢測技術(shù)

在公路橋梁實施射線檢測技術(shù)時，其可以有效地對質(zhì)量問題點進行紅外線提示，其工作的原理是對相關(guān)物體進行紅外輻射，通過物體的溫度結(jié)合材料的性能，借助紅外熱像儀把紅外輻射轉(zhuǎn)換成圖像，從而使公路橋梁的問題點得到較好的呈現(xiàn)。同時，在實際施工中，射線技術(shù)還可以為橋梁施工中相關(guān)位置的尋找定位提供幫助。需要注意的是，在實際工作過程中工作人員要做好相關(guān)防護措施，以免射線輻射對自身造成身體上的損害。

3.6 對公路橋梁損壞老化程度進行檢測

公路橋梁在實際的運行過程中，相關(guān)部門要加強橋梁施工和養(yǎng)護管理工作，并對公路橋梁損壞老化程度進行實時的監(jiān)控，以此確保公路橋梁的運行安全。隨著國家交通運輸業(yè)的快速發(fā)展，城市交通壓力也越來越大，公路橋梁的使用頻率也越來越高，因此對公路橋梁進行定期的檢測是非常有必要的，相關(guān)工作人員可以根據(jù)公路橋梁的實際情況合理選擇檢測技術(shù)。

4 工程應(yīng)用

4.1 工程概況

某高速公路全線采用4 車道高速公路標(biāo)準建設(shè)，其項目全長為75km，設(shè)計車速80km/h。為了減少對森林和生態(tài)環(huán)境的破壞，設(shè)計工作者在設(shè)計時多采用橋隧的方式，其中橋梁和隧道占全線長度的17.1%，但是因為其施工所在地的地形相對復(fù)雜，并且溝壑縱橫，所以施工難度非常大，施工條件也比較惡劣。在該項工程的橋梁隧道施工中，對公路橋梁鋼筋混凝土的質(zhì)量要求更高，為滿足公路橋梁施工的條件，工作人員在對鋼筋混凝土進行試驗檢測時相對應(yīng)地提高了檢驗標(biāo)準，從而拉高了工程項目的整體質(zhì)量。以該項目中的沖溝中橋工程為例，該橋全長為82m，其結(jié)構(gòu)主體多為多跨連續(xù)箱梁，每段有20m 總共分為4段，所以工作人員根據(jù)橋梁施工的實際情況，對橋梁實施了動靜載試驗檢測技術(shù)，以此對鋼筋混凝土進行碳化深度及結(jié)構(gòu)強度的檢測。

4.2 鋼筋混凝土試驗檢測

4.2.1 靜載試驗

公路橋梁靜載試驗一般是為了檢測公路橋梁的工程施工質(zhì)量。試驗檢測過程中，在公路橋梁需要測試的結(jié)構(gòu)點施加靜止的荷載力，從而得出相關(guān)的技術(shù)參數(shù)并加以分析。結(jié)構(gòu)靜載試驗的程序可以分為3 個階段：第一，檢測試驗的準備階段；第二，試驗進行；第三，檢驗數(shù)據(jù)的分析和研究。

首先，在試驗的準備階段要對相關(guān)材料進行收集和整理，確保對橋梁的實際情況有全方位的掌握，同時要對公路橋梁進行實地勘察，勘察的主要目的是針對檢驗主體進行外觀和現(xiàn)狀的直觀了解，進而結(jié)合相關(guān)理論知識和檢驗標(biāo)準對實際檢驗結(jié)果進行對比。經(jīng)過對工程現(xiàn)狀的一系列了解，進行試驗方案的制定，同時相關(guān)儀器設(shè)備安裝調(diào)試工作也要同步進行。

其次，加載和觀測階段是整個檢驗工作的重要環(huán)節(jié)，在前期工作準備完成的基礎(chǔ)上才可以進行。按照預(yù)定的試驗方案和試驗流程，選擇合適的儀器設(shè)備進行加載工作。通過相關(guān)儀器設(shè)備的觀測，把結(jié)構(gòu)受力后裂縫、撓度、應(yīng)變、寬度等試驗數(shù)據(jù)加以記錄，再結(jié)合計算結(jié)果進行仔細的分析，判斷其受力后結(jié)構(gòu)的變化。

4.2.2 動載試驗

在當(dāng)前的橋梁工程施工建設(shè)中，動載試驗方式主要分為自由振動法、強迫振動法、局部激勵法、環(huán)境隨機振動法等。從中分析出橋梁的固有頻率、阻尼比、動力響應(yīng)、振型等的相關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)的分析，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量進行判斷。橋梁動載試驗是在橋梁振動的情況下進行，采用相關(guān)的振動測試儀器對各種振動量進行檢驗，并對數(shù)據(jù)進行分析，從而實現(xiàn)對橋梁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物的質(zhì)量做出判斷。

4.3 試驗檢測結(jié)果

第一，在對橋面板混凝土實施檢測時發(fā)現(xiàn)，其鋼筋混凝土的碳化深度在1±1mm 之間，結(jié)合相關(guān)的標(biāo)準，其鈣化的程度在標(biāo)準范圍之內(nèi)，不會對鋼筋混凝土的質(zhì)量產(chǎn)生實質(zhì)性的影響。當(dāng)混凝土強度推定值為40MPa 時，便符合設(shè)計的強度要求。橋面板底部的裂縫多且寬度大，而且裂縫主要呈橫向貫通狀，寬度在0.095～0.11mm 之間。

第二，通過對板間鉸縫實施靜動載試驗檢測，發(fā)現(xiàn)橋面板中鉸縫滲水和鈣化問題的出現(xiàn)，同時鋼筋混凝土澆筑密實度不足并存在破損的情況。

第三，板底砂漿墊層有脫落、脫空、破損的情況出現(xiàn)，經(jīng)檢測是因為橋面板與蓋梁間沒有支座結(jié)構(gòu)而造成的[4]。

5 鋼筋混凝土橋梁試驗檢測技術(shù)的發(fā)展

目前，國家交通運輸業(yè)發(fā)展迅速，保證交通運輸安全的關(guān)鍵在于要提高公路橋梁的安全性、穩(wěn)定性，因此加強鋼筋混凝土橋梁試驗檢測技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展是十分重要的。在實際施工過程中，最常用的有雷達檢測，超聲波檢測、回彈法、鉆芯法等檢測方法和檢測手段，相關(guān)工作人員可以根據(jù)公路橋梁的實際情況采用合適的方法和手段。隨著國家互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展普及，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)遍布群眾生活的每一個角落，因此將其與鋼筋混凝土橋梁檢測技術(shù)相融合，可以推進鋼筋混凝土橋梁檢測技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新。在兩者相互融合的情況下，可以實現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)資源的網(wǎng)絡(luò)共享。同時，在實際檢測工作中，對于一些人工無法檢測到的位置，可以用無人機實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集。工作人員也可以借鑒國外先進的檢測技術(shù)，如貝葉斯預(yù)測技術(shù)，該技術(shù)可以實現(xiàn)對錯誤信息的完整呈現(xiàn)，同時還能在工程已有的檢測數(shù)據(jù)以及工程評價的基礎(chǔ)上，對橋梁后續(xù)可能出現(xiàn)的問題進行預(yù)測，并將新的試驗檢測數(shù)據(jù)添加到信息數(shù)據(jù)庫中，實現(xiàn)后續(xù)工作中相關(guān)數(shù)據(jù)提取參照的便利性。

6 結(jié)語

綜上所述，公路橋梁鋼筋混凝土試驗檢測技術(shù)對于檢測鋼筋混凝土質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用，因此在實際的項目施工中，要加強檢測技術(shù)的應(yīng)用與普及，確保公路橋梁施工中鋼筋混凝土的質(zhì)量，從而確保項目工程的順利進行。