道路與橋梁工程試驗檢測技術

文／張惠敏 國投工程檢驗檢測有限公司 云南昆明 650000

引言：

道路橋梁是城市的血脈，也是城市化建設中不可或缺的組成構件。我國早期道路橋梁建設施工時間較早，隨著時間的推移，一方面路橋數(shù)量趨于增多，另一方面也不可避免出現(xiàn)了各種質量通病問題?；诖?，立足新時期基建事業(yè)發(fā)展背景，有必要探究道路與橋梁工程的試驗檢測技術，從而提高道路橋梁工程使用周期壽命。

1、現(xiàn)階段我國道路與橋梁工程建設應用現(xiàn)狀

在現(xiàn)代化建設及區(qū)域經(jīng)濟貫通中，道路與橋梁作為基建項目的毛細血管，承擔了重要的運輸功能，是現(xiàn)代經(jīng)濟結構體有機運轉的重要部件。但從眾多道路橋梁建設應用中看，其中不乏一些質量通病問題，如道路橋梁局部倒塌等，反映出道路與橋梁工程施工環(huán)節(jié)相關試驗檢測工作的不足，體現(xiàn)在以下幾方面：

第一，道路與橋梁設計階段欠缺合理性。道路與橋梁工程帶有極強的專業(yè)性，需要遵循嚴格的建造施工規(guī)范，但在早期階段，出于經(jīng)濟發(fā)展的考量及現(xiàn)實因素的制約，道路與橋梁設計欠缺精準性這一問題較為普遍，由此導致道路橋梁施工建設及項目上馬隨意性強，技術標準符合率不高，進而帶來道路橋梁工程項目施工階段的無序化。第二，道路與橋梁施工階段質量標準過低。道路與橋梁考慮到后期使用年限，需要在施工質量標準上滿足相關規(guī)范要求，但出于成本及施工建設周期等因素考慮，在實際建設道路橋梁工程時，往往忽略了必要的前工序環(huán)節(jié)，如道路橋梁的承載力及壽命周期試驗等，導致道路橋梁在經(jīng)年使用時出現(xiàn)車轍、裂縫、跳橋等一系列問題。第三，道路橋梁工程如涉及到較長長度及較大跨度，不同區(qū)域的建造要求有所差異，這時需要跟進精確的測量，如對相關部位疏于測量或單純依循固有經(jīng)驗，極易導致道路橋梁的重點負荷部位未得到全面準確試驗，久而久之，引起道路的局部坍塌等質量病害。第四，道路與橋梁試驗測量環(huán)節(jié)，相比

（4）路基路面壓實度具體評定參數(shù)核驗。道路路基、基層及底基層的單點壓實度數(shù)值≥規(guī)定數(shù)值并減2 個百分點時，則道路路段壓實度最佳；如單點壓實度≥規(guī)定極值，根據(jù)各部位檢查點數(shù)統(tǒng)計計算相應的扣分值，則路段壓實度相應受影響；如壓實度＜規(guī)定極值，則評定道路路段壓實度不符合施工標準要求。而在道路路堤部位的試驗測試上，在對其分層壓實度進行測試時，一是嚴格遵守點位數(shù)要求，二是確保具備足夠的樣本數(shù)，一般應多于5 個。在測試評定道路路面平整度時，把握如下幾個要點：第一，單位長度區(qū)間的最大間隙；第二，單位長度區(qū)間間隙是否超出定值；第三，單位長度區(qū)間的間隙積累數(shù)值；第四，路面縱斷面及路面斜率；第五，路面測試時獲取的振動指標及加速度參數(shù)。（5）道路路面回彈模量及構造深度試驗。道路路基部位的回彈模量主要是指路面及路面材料經(jīng)由荷載力作用產(chǎn)生釋放的應力與相關回彈應變之間的比值。當?shù)缆吠粱奢d力越大時，則代表其回彈模量數(shù)值越大，通過測試道路路基回彈模量能夠評價道路土基抗壓強度。在具體實踐中進行路基回彈模量測定時，多采用貝克曼法，這一方法在不大于1m 的土基粒料上較為適用，在回彈彎沉值的測量上適用彎沉儀完成數(shù)值取值，然后通過模型計算的方式得出路基部位材料回填模量的具體數(shù)值大小，進而測定其在行車作用下，是否在彎沉、垂直回彈變形、總彎沉等方面存在隱患問題。在道路路面構造深度環(huán)節(jié)的試驗中，可主要采用手工鋪沙法。具體操作要點有：將路面先用毛刷或掃帚等進行徹底清掃，留出不小于30×30cm的區(qū)間；準備圓筒并適用小鏟在圓筒中注入砂，然后將圓筒在道路路面進行3-4 次叩打，當砂處于密實狀態(tài)并確保被刮平后，將砂倒出，適用推平板進行先里后外的重復攤鋪，使砂攤開并在路面空隙中充分填入；使用鋼尺工具對由砂構成的圓的垂直直徑進行測量，記錄數(shù)值后計算出平均值，誤差應小于3mm；最后使用擺式儀對擺值大?。˙PN）進行測量。

3.2 橋梁的試驗檢測技術及要點

橋梁試驗檢測技術的應用目的是分析橋梁的各類參數(shù)，找出橋梁病害的成因及主要規(guī)律，然后給橋梁施工作業(yè)提供參考。試驗檢測的主要手段是對橋梁進行荷載試驗，對橋梁不同受力狀態(tài)下動態(tài)數(shù)值進行記錄，以此確定橋梁是否處在安全的承載力區(qū)間。需要涉及到計算時，可同步采用相關軟件等輔助。具體而言，橋梁試驗檢測技術的要點有：第一，產(chǎn)性試驗。主要是對橋梁整體進行性能的鑒定，這一試驗可放在橋梁竣工結束后進行。第二，模型試驗。這一試驗方法主要根據(jù)橋梁的仿真結構型式，根據(jù)比例關系對橋梁進行對照，形成試驗仿真體，然后對其主要及重點部位特征進行提取。第三，橋梁結構部分專項試驗。這一試驗可分為科研性試驗及生產(chǎn)性試驗兩部分，各部分按照各自的試驗規(guī)定進行數(shù)值的統(tǒng)計分析。第四，原型試驗。該試驗需要對橋梁的實際結構構件進行研究，試驗的成本較高。第五，橋梁板式及橡膠支座試驗。橋梁支座多設置在橋梁的主梁部位及橋梁墩臺之間，主要承擔橋梁上部結構荷載力適應及傳遞功能。橋梁支座多由混凝土材料組成，因混凝土材料自身受溫濕度及環(huán)境影響容易出現(xiàn)變形或角度位移問題，在測試時應結合其受力分析，套入相應的應力計算模型。根據(jù)橋梁型式板式類型的不同選取相應的試驗方式，如橋梁采用橡膠支座，則以有型式檢驗為主，做好材料的施工前檢驗，而在橋梁橡膠支座的相關測試上，主要圍繞其極限抗壓強度數(shù)值及水平位移數(shù)值進行，極限抗壓強度大小根據(jù)矩形或圓形支座而定，矩形支座的相關參數(shù)為70MPa，圓形支座的相關參數(shù)為75MPa。根據(jù)橡膠片凈厚度參數(shù)評定橋梁橡膠支座的水平位移量。第六，動力靜力試驗。動力試驗是對橋梁在通車狀態(tài)下的荷載數(shù)值進行記錄，評定橋梁斷面部位的動撓度大小及自振特性。靜力試驗則在橋梁結構試驗中較常使用，具體試驗方法參考標準規(guī)范說明。在靜載加載環(huán)節(jié)，把握分級控制的原則，根據(jù)橋梁的最大控制截面內(nèi)力荷載進行2-5 級的荷載加載試驗，據(jù)此可以對橋梁的動力試驗進行驗證。第七，橋梁混凝土試驗。橋梁混凝土試驗主要集中在混凝土強度的試驗測試上。在具體測試中可使用鉆芯取樣的方法，從橋梁混凝土結構中抽取混凝土芯樣，然后采用試驗方法對其劈裂抗拉及抗壓強度參數(shù)進行測定。相關細則有：在混凝土芯樣參數(shù)上，應選取混凝土最大粒徑集料，然后根據(jù)其粒徑大小的3 倍選擇測試芯樣，在數(shù)值上可選定150mm。在混凝土鉆芯的數(shù)量上，應設置不少于3 個的混凝土鉆芯構件，如構件規(guī)格較小，則應不少于2 樣。檢驗混凝土構件細部時，應結合檢測規(guī)定及具體檢測部門的補充要求確定數(shù)量及取芯的位置。需要注意的一點是，在選取橋梁混凝土立方體試件時，把握的要點要更多：對橋梁基礎及橋梁墩臺等結構物，應選取不少于2 組；橋梁屬于大跨度及大體積混凝土連續(xù)澆筑時，每隔80m選取2 組；橋梁上部結構在構件選取上要根據(jù)其長度而定，一般以16m 作為選取參數(shù)，如超出16m，應進行至少2 組試件選取，而超出30m 時，則選取3-5 組；在鉆孔樁的數(shù)量上，則應不少于2 組，如樁長大于20m，則選取3 組，如因大樁徑需要長時間進行灌注，則應選擇4 組及以上試件。