橋梁檢測(cè)技術(shù)淺談
2015-04-13
隨著我國(guó)社會(huì)的發(fā)展，公路橋梁事業(yè)日新月異的進(jìn)步，新建設(shè)的高速公路與鋼筋混凝土橋梁建筑也隨之增多。依照調(diào)查統(tǒng)計(jì)顯示，我國(guó)的橋梁總體上40%已步入老化期范疇了。隨著時(shí)間推移，橋梁的數(shù)量在迅速的擴(kuò)增，橋梁的管理人員對(duì)修筑的橋梁養(yǎng)護(hù)已逐步開(kāi)始高度重視。為適應(yīng)當(dāng)今公路運(yùn)輸?shù)妮d重量需求，合理、充分的運(yùn)用已修筑完工的公路橋梁，保障其可持續(xù)穩(wěn)定、安全的為公路運(yùn)輸做貢獻(xiàn)，按照交通部下達(dá)的關(guān)于公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)準(zhǔn)則與相關(guān)要求，需對(duì)修筑的橋梁進(jìn)行必要的鑒定檢測(cè)。隨著公路橋梁業(yè)的進(jìn)步，各種新材料、新工藝與新結(jié)構(gòu)的形式普遍增加，為充分積累關(guān)于這方面的工程經(jīng)驗(yàn)有必要需研究實(shí)施一些公路橋梁檢測(cè)工作。
1 橋梁的外觀及缺陷驗(yàn)測(cè)
1.1 內(nèi)部缺陷查看
在混凝土的構(gòu)件中，常見(jiàn)的缺陷如橋梁出現(xiàn)裂縫、部分剝落、內(nèi)部空洞、發(fā)生層離、顯現(xiàn)碎裂、呈現(xiàn)蜂窩狀、受環(huán)境侵蝕與遭遇鋼筋銹蝕等。因鋼筋混凝土橋梁的部分缺陷憑借外觀檢查是無(wú)法全面認(rèn)知橋梁的具體原因的，需采用其他的監(jiān)測(cè)措施實(shí)施。在現(xiàn)今階段常用的無(wú)損檢查手段如聲波驗(yàn)測(cè)法、雷達(dá)驗(yàn)查技術(shù)及超聲波檢測(cè)手段。運(yùn)用施工錘或敲擊構(gòu)件通過(guò)聲音了解構(gòu)件的損壞度，即傳統(tǒng)、常用的人工檢測(cè)手段；采用脈沖雷達(dá)折射電磁回波方法可檢測(cè)出瀝青覆蓋表層的鋼筋混凝土橋梁面板；而運(yùn)用超聲波特有的脈沖速度措施可有效探查橋梁的鋼材、焊縫與混凝土結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的一般裂縫、夾渣、空洞及火災(zāi)損傷等。
1.2 外觀檢測(cè)
針對(duì)橋梁的外觀檢查是一項(xiàng)關(guān)鍵檢測(cè)程序，一般在顯現(xiàn)病害時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些表象。借助合理的外觀檢測(cè)可有效查證其主要原因，適時(shí)的整理出對(duì)應(yīng)措施及工作重點(diǎn)。另外，外觀檢查需究其主要因素，全面掌控。通常可依照實(shí)際橋型確立需調(diào)查的主要點(diǎn)，如橋梁的跨中區(qū)域出現(xiàn)的裂縫及撓度、橋梁構(gòu)件的外觀質(zhì)量及橋梁端部顯現(xiàn)的斜裂縫等。而拱橋需檢測(cè)的主要方面有橋拱軸線的橫縱坐標(biāo)、橋拱圈拱頂?shù)南戮壖肮澳_上緣裂縫等。鋼筋混凝土的各部位均有其獨(dú)立的受力特征，對(duì)其病害卻存在一些共性，若遇到的不符合常規(guī)病害，就需嚴(yán)格的探查出其病因，保障在探查處常規(guī)病害病因的過(guò)程中還需按照鋼筋混凝土橋梁的損壞程度展開(kāi)預(yù)測(cè)評(píng)估，從而確立鋼筋混凝土橋梁是否急需加固或者重新更換起構(gòu)件確保橋梁的維持正常實(shí)施運(yùn)營(yíng)。
2 材料的基本性質(zhì)及特征
隨著我國(guó)公路橋梁也得發(fā)展，橋型也逐漸呈現(xiàn)多樣化與各種新工藝涌入。進(jìn)而引發(fā)越來(lái)越多的橋梁工藝材料應(yīng)用其結(jié)構(gòu)中，目前被廣泛運(yùn)用的依然是鋼筋及混凝土。因鋼材的強(qiáng)度通常均以橋梁的設(shè)計(jì)、項(xiàng)目的具體施工資料作為依據(jù)，未進(jìn)行二次檢查，在鋼材的質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題或其資料不完善時(shí)便需采取合理、必要的方法進(jìn)行截取試件實(shí)施材料試驗(yàn)。
2.1 充分驗(yàn)證混凝土的強(qiáng)度
混凝土的強(qiáng)度通常會(huì)隨著時(shí)間的推移而有所轉(zhuǎn)變，體積較大的橋梁采用同期試塊確定其強(qiáng)度。針對(duì)未進(jìn)行試塊的橋梁，采取的測(cè)試措施有超聲波檢測(cè)法、回彈驗(yàn)證法、斷裂手段、超聲波回彈綜合措施及取芯樣驗(yàn)測(cè)方法等。其中回彈驗(yàn)證法、超聲波回彈綜合措施及超聲波檢測(cè)被歸納為非破損監(jiān)測(cè)手段，普遍應(yīng)用，一些國(guó)家已制定指南或施工準(zhǔn)則。在專業(yè)的檢測(cè)技術(shù)人員實(shí)施操作時(shí)，這三種方法所測(cè)試的結(jié)果通常平均誤差在10%左右，表明超聲波回彈綜合措施檢測(cè)的精度更為精準(zhǔn)。而針對(duì)于高齡的橋梁采用回彈法需考慮實(shí)際混凝土的表面碳化深度及混凝土已有的濕度對(duì)回彈數(shù)值與超聲波脈沖放的速度均存在一定程度的影響。
2.2 鋼筋銹蝕驗(yàn)測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
混凝土自身的密實(shí)程度、含水量、滲水性能、碳化的深度、含氯的容鹽量、保護(hù)層的厚度嚴(yán)重缺損及破裂，是引發(fā)鋼筋銹蝕的主要組成因素。與此相反的鋼筋銹蝕會(huì)進(jìn)一步的引發(fā)混凝土破損嚴(yán)重化。采用簡(jiǎn)易的外觀檢測(cè)與敲擊驗(yàn)證可嚴(yán)查出鋼筋的受銹蝕程度。
其他的檢測(cè)措施如間接的測(cè)評(píng)鋼筋混凝土的銹蝕技術(shù)，借助保護(hù)層驗(yàn)證儀檢查鋼筋的混凝土保護(hù)層完善程度。進(jìn)而嚴(yán)格的測(cè)定混凝土的周期電阻率，借助四電極法展開(kāi)測(cè)量。在混凝土中使用氯離子密度含量驗(yàn)證措施，測(cè)評(píng)氯鹽針對(duì)鋼筋的銹蝕性。如在混凝土進(jìn)行碳化深度的施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施的測(cè)試方法，是采用2%的酚酞酒精溶液及時(shí)噴灑在施工混凝土初凝斷口處。當(dāng)紫紅色出現(xiàn)時(shí)表明pH值大于10、未碳化；若顯示無(wú)色，說(shuō)明pH值小于10、即已碳化。若混凝土的碳化深度滲入鋼筋部位，證明混凝土已無(wú)保護(hù)作用，即將被銹蝕。
而直接的驗(yàn)證鋼筋銹蝕化技術(shù)的電阻檢測(cè)器技術(shù)，是按照金屬板的銹蝕程度隨之薄化，即電阻的增大原理。此外，線性的極化探測(cè)技術(shù)則是遵從了電化的動(dòng)力學(xué)定律，使之測(cè)量驗(yàn)證電極之間的微電流量。半電池的電位檢測(cè)手段是運(yùn)用連接已知的且持續(xù)顯示常量的基礎(chǔ)電極電位對(duì)比，可充分的驗(yàn)證鋼筋混凝土的極電位。有助于現(xiàn)場(chǎng)的原位檢測(cè)，同時(shí)，因其結(jié)構(gòu)持久、耐用，在現(xiàn)代修筑的鋼筋混凝土橋梁中被廣泛應(yīng)用、推廣。
3 試驗(yàn)檢測(cè)
3.1 靜力試驗(yàn)檢測(cè)
首先是運(yùn)行靜力試驗(yàn)孔的擇取，其影響到試驗(yàn)?zāi)芊窬_的反映出結(jié)構(gòu)及整體橋梁結(jié)構(gòu)的實(shí)用性能，這就需要具備較為豐富、靈活的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、操作的經(jīng)驗(yàn)。需確立恰當(dāng)、適合的操作加載方案。在精確的設(shè)立試驗(yàn)孔后，需在設(shè)立的有限試驗(yàn)孔中獲取具有顯著特征的測(cè)試值， 這就需嚴(yán)格精確的策劃加載方案。另外，在充分的滿足測(cè)定其橋梁所擔(dān)負(fù)的承載力基礎(chǔ)上，其加載項(xiàng)目的布置需強(qiáng)化關(guān)鍵部分，多則無(wú)益。靜載的試驗(yàn)通常分為一兩個(gè)重要的內(nèi)力控制截面，按照橋梁的實(shí)際情況安置幾個(gè)附加的內(nèi)力掌控截面。在設(shè)計(jì)的方案中，還需按照驗(yàn)測(cè)的實(shí)際情況及加載設(shè)備自身的狀況來(lái)設(shè)立合理有效的效率系數(shù)。
橋梁試驗(yàn)在空間及時(shí)間均會(huì)牽制到一定的范圍，其靜力測(cè)試
的荷載試驗(yàn)在操作實(shí)施及現(xiàn)場(chǎng)的組織安排上，尤其是在試驗(yàn)前需嚴(yán)密的進(jìn)行策劃安排，工作的任務(wù)切實(shí)落實(shí)到每一位測(cè)試人員中，務(wù)必做到整潔有效，保障試驗(yàn)按時(shí)按計(jì)劃的運(yùn)行。其進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)需選用經(jīng)驗(yàn)較為豐富的工作人員進(jìn)行操作，還需其他人員的密切配合。實(shí)驗(yàn)前要求操作人員對(duì)整體的試驗(yàn)流程詳細(xì)的了解，及時(shí)按照反饋的數(shù)據(jù)做出初步、合理的判斷，進(jìn)而有效的對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的試驗(yàn)流程進(jìn)行調(diào)整。荷載需嚴(yán)密遵從方案設(shè)定的施工分級(jí)確立加載方式，若未完成控制荷載的工況卻現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)超值時(shí)，操作人員需中止試驗(yàn)從而最大程度上保障試驗(yàn)人員安全。
3.2 動(dòng)力試驗(yàn)
橋梁的檢測(cè)過(guò)程中運(yùn)行的動(dòng)載試驗(yàn)可作為動(dòng)力測(cè)評(píng)措施的基礎(chǔ)。為保障橋梁檢測(cè)工程的實(shí)際應(yīng)用需求，借助理論分析及試驗(yàn)檢測(cè)相聯(lián)系的措施處理橋梁振動(dòng)的問(wèn)題，在橋梁檢測(cè)過(guò)程中作用顯著，其針對(duì)橋梁的使用狀況及橋梁的承載力評(píng)價(jià)給出了關(guān)鍵的數(shù)據(jù)參數(shù)。而在橋梁的檢測(cè)中，實(shí)施的動(dòng)載試驗(yàn)是分析其結(jié)構(gòu)動(dòng)力效果及動(dòng)載響應(yīng)研究，實(shí)施量測(cè)的關(guān)鍵點(diǎn)是結(jié)構(gòu)動(dòng)力所發(fā)出的效應(yīng)的動(dòng)應(yīng)力與動(dòng)變形得出的控制截面。如橋梁的動(dòng)力特性具備的模態(tài)參數(shù)驗(yàn)測(cè)、橋梁的動(dòng)力響應(yīng)檢測(cè)等。
4 結(jié)束語(yǔ)
橋梁檢測(cè)作為一項(xiàng)極具復(fù)雜又細(xì)致入微的工作，對(duì)工作人員的需求較高，除了需具備豐富、靈活的實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)操作經(jīng)驗(yàn)，還需要儲(chǔ)備全面、堅(jiān)實(shí)的理論知識(shí)。充分、有效的將理論與實(shí)際橋梁檢測(cè)聯(lián)系起來(lái)，促使檢測(cè)人員間的密切配合，才能有效地做好檢測(cè)工作且獲取精確的數(shù)據(jù)，從而做出準(zhǔn)確評(píng)估。
