淺談橋梁檢測的內(nèi)容及檢測方法
2015-09-22
1橋梁檢測的意義
橋梁在長期的使用過程中難免會(huì)發(fā)生各種結(jié)構(gòu)損傷，橋梁檢測就是要根據(jù)實(shí)際情況對橋梁進(jìn)行評估，它主要有以下兩個(gè)重要意義：
一是通過對橋梁的使用狀況、缺陷及損傷進(jìn)行全面、細(xì)致、深入的現(xiàn)場檢測，明確缺陷和損傷的性質(zhì)、部位、嚴(yán)重程度及發(fā)展趨勢，尋找缺陷及損傷產(chǎn)生的原因，以便分析、評價(jià)缺陷及損傷對橋梁使用性能和承載力的影響，為橋梁維護(hù)、加固基改造設(shè)計(jì)提供及時(shí)、有針對性的第一手資料。
二是通過對橋梁的全面檢測，系統(tǒng)地收集當(dāng)前橋梁技術(shù)數(shù)據(jù)，積累技術(shù)資料，為充實(shí)橋梁數(shù)據(jù)庫、加強(qiáng)橋梁科學(xué)管理和提高橋梁技術(shù)水平提供必要條件；通過合理設(shè)計(jì)檢測的方法，輔以布設(shè)長期監(jiān)測設(shè)備，逐步建立橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)，確保橋梁長期安全運(yùn)營，以發(fā)揮其最佳經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
2.橋梁檢測依據(jù)
橋梁檢測主要依據(jù)中華人民共和國國家、交通部及建設(shè)部等頒發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行，有關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)各規(guī)范如下：
(1)《公路工程質(zhì)量鑒定辦法》交公路發(fā)446號(hào)；
(2)《公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范)(JTJ73-96)；
(3)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTGB01-2003)；
(4)《公路舊橋承載力鑒定方法(試行)橋梁設(shè)計(jì)準(zhǔn)則》(CJJ11-93)；
(5)《城市橋梁設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)》(CJJ77-98)JTJ073。
3 橋梁檢測種類
橋梁檢測的種類分為經(jīng)常性檢測、定期檢測和特殊檢測三種。經(jīng)常性檢測是指路段檢查人或橋梁養(yǎng)護(hù)人員在各種天氣情況下對橋梁進(jìn)行觀察，目的是確保橋梁結(jié)構(gòu)功能正常，使結(jié)構(gòu)能得到及時(shí)的養(yǎng)護(hù)和緊急處治，對一些重大問題作出報(bào)告。定期檢測是依靠富有經(jīng)驗(yàn)的專職橋梁檢查工程師，以目視觀察為主，輔以必要的工具、常規(guī)測量儀器、照相機(jī)和其他器材等手段，實(shí)地判斷病害原因，作出質(zhì)量狀況評分，并估計(jì)需要維修的范圍及方法，或提出限制交通的建議，是對橋梁結(jié)構(gòu)的質(zhì)量狀況進(jìn)行定期跟蹤的全面檢查。特殊檢測是因各種特殊原因由專家們依據(jù)一定的物理、化學(xué)無破損檢驗(yàn)手段對橋梁進(jìn)行的全面察看、測強(qiáng)和測缺，旨在找出損壞的明確原因、程度和范圍，分析損壞所造成的后果以及潛在缺陷可能給結(jié)構(gòu)帶來的危險(xiǎn)。
4 橋梁檢測的內(nèi)容
4.1檢測要點(diǎn)
橋梁檢測通常可以根據(jù)橋型確定調(diào)查的要點(diǎn)，如梁橋的檢查要點(diǎn)有：跨中部位的裂縫、撓度；端部的斜裂縫；主梁連接部位的狀況；構(gòu)件的外觀質(zhì)量等等。拱橋的檢查要點(diǎn)有：拱圈拱頂裂縫、墩的位移等，通過外觀的檢查可以分析判斷橋梁病害產(chǎn)生的原因。
4.2檢測內(nèi)容
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；下部結(jié)構(gòu)包括橋墩、橋臺(tái)、基礎(chǔ)與承臺(tái)、樁等；附屬結(jié)構(gòu)有橋面鋪裝、欄桿、伸縮縫等。每個(gè)部位都有其自己的受力特征，病害也有一些共性，如果出現(xiàn)的不是常規(guī)病害，應(yīng)當(dāng)仔細(xì)研究找出病因。
橋梁上部結(jié)構(gòu)檢測內(nèi)容包括空心板梁體混凝土強(qiáng)度、空心板梁體混凝土碳化深度和梁體裂縫狀況及分布規(guī)律等。橋梁下部結(jié)構(gòu)檢測內(nèi)容包括敦臺(tái)裂縫狀況及分布規(guī)律和框架橋墩的風(fēng)化、剝落、開裂、錯(cuò)位、下沉及水平位移或轉(zhuǎn)動(dòng)等情況。橋面系檢測內(nèi)容包括橋面鋪裝、人行道、欄桿、排水設(shè)施及伸縮縫等。主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行檢查：蟠面鋪裝有無裂縫、剝落、洼地積水、坑穴、波浪和鼓包；人行道及緣石有無剝落、破損；欄桿系有無撞擊損壞、松動(dòng)、開裂、下?lián)?、上拱、歪斜及?gòu)件混凝土開裂；衙面排水設(shè)施有無破損、堵塞和漏水；伸縮縫有無破損，其功能是否正常等等。 橋梁支座檢測內(nèi)容包括支座功能是否完好、組件是否完整與清潔；底座、梁底、輥軸混凝土是否碎裂；座板、齒板有無脫焊；有無斷裂、錯(cuò)位和脫空現(xiàn)象；橡膠支座的是否老化、變形、失效等等。
4.3檢測步驟
首先是橋梁調(diào)查與檢算，要是資料收集。資料收集涉及的細(xì)節(jié)很多，如設(shè)計(jì)資料里面有計(jì)算書、設(shè)計(jì)圖紙、修改圖紙以及地質(zhì)資料等等；施工資料里面包括各個(gè)階段的竣工圖紙、竣工說明書、材料試驗(yàn)資料及施工記錄、竣工驗(yàn)收資料等等；其他養(yǎng)護(hù)、維修資料則包括歷史上通過的特種車輛、交通量狀況、養(yǎng)護(hù)維修的資料等。
其次是承載力檢算。當(dāng)對橋梁的整體特性進(jìn)行了一些了解之后，還應(yīng)當(dāng)做一些必要的驗(yàn)算工作。驗(yàn)算的原則是有關(guān)技術(shù)規(guī)范，但需注意的是，有些具體的參數(shù)應(yīng)當(dāng)以實(shí)際橋梁為準(zhǔn)，該折減的要進(jìn)行折減，必要的時(shí)候還應(yīng)當(dāng)考慮某些有利因素。通過驗(yàn)算，我們可以判斷出橋梁結(jié)構(gòu)的安全承載能力是否滿足設(shè)計(jì)要求，評價(jià)橋梁的施工質(zhì)量和營運(yùn)條件。而對于舊橋，可以挖掘其承載潛能，并可以對不能滿足要求的現(xiàn)役橋梁作出加固或重修建議。
5 橋梁檢測的方法
5.1回彈檢測法。回彈法是使用回彈儀來檢測混凝土抗壓強(qiáng)度的方法?；貜梼x是一種機(jī)械式的無損檢驗(yàn)儀器，由于混凝土的抗壓強(qiáng)度與其表面硬度之間存在一定的關(guān)系，而回彈儀的彈擊錘被一定的彈力打擊在混凝土表面上，其回彈高度（通過回彈儀讀得回彈值）與混凝土表面硬度也成一定的比例關(guān)系。用回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度的設(shè)備簡單、操作方便、測試迅速，故在現(xiàn)場直接測定中使用較多。
5.2動(dòng)力試驗(yàn)法。橋梁檢測動(dòng)載試驗(yàn)是動(dòng)力測定評價(jià)方法的基本測試項(xiàng)目，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。一般來說，檢測項(xiàng)目主要包括橋梁動(dòng)力特性模態(tài)參數(shù)測試(頻率、振形、阻尼比)和橋梁動(dòng)力響應(yīng)測試(動(dòng)撓度、動(dòng)應(yīng)力、加速度、沖擊系數(shù))。橋梁固有頻率的測定結(jié)構(gòu)比較簡單的，只需結(jié)構(gòu)的一階頻率，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的動(dòng)力分析，還應(yīng)考慮第二、第三及更高階的頻率。橋梁固有頻率可以直接通過測試系統(tǒng)實(shí)測記錄的功率譜圖上的峰值、時(shí)域歷程曲線或其自相關(guān)圖上確定。由基頻還可以推算承重結(jié)構(gòu)的動(dòng)剛度。
沖擊系數(shù)的測試通常采用測定結(jié)構(gòu)動(dòng)應(yīng)變或動(dòng)撓度的方法。測試前，在梁的跨中(或最大變位、應(yīng)變處)布置電阻應(yīng)變片式的位移計(jì)或應(yīng)變計(jì)，并通過動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀與電腦相接。試驗(yàn)時(shí)，由加載車輛以某一速度從測點(diǎn)駛過，記錄其輸出應(yīng)變隨時(shí)間變化的實(shí)時(shí)信號(hào)。一般情況下，應(yīng)測試記錄多種車速下的輸出應(yīng)變結(jié)果，以作分析比較。一般來講，橋梁在跨徑L為30—70m時(shí)，車輛與橋梁的自振頻率較接近，易產(chǎn)生共振，在單臺(tái)車作用下的沖擊系數(shù)特別大；沖擊系數(shù)隨阻尼比的減小而增大，阻尼比越小，沖擊系數(shù)受橋梁的影響越明顯，預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋的沖擊系數(shù)大于同等跨徑的鋼筋混凝土梁橋，這些在測試中需注意，以便更好地分析沖擊系數(shù)的測試結(jié)果。事實(shí)上，實(shí)測汽車沖擊系數(shù)除了與結(jié)構(gòu)本身有關(guān)，還與試驗(yàn)車輛的性質(zhì)、路面平整度、車速有一定關(guān)系。車輛荷載本身是一個(gè)帶有質(zhì)量的振動(dòng)系統(tǒng)，當(dāng)它在橋上行駛時(shí)，與橋產(chǎn)生車、橋耦合振動(dòng)。由于車輛動(dòng)力特性的復(fù)雜性，以及橋梁阻尼的離散性和橋面不平整的隨機(jī)性，同一座橋梁多次不同的試驗(yàn)，測得的沖擊系數(shù)也不盡相同。
5.3荷載試驗(yàn)。橋梁動(dòng)力荷載試驗(yàn)是指采用動(dòng)力荷載如行駛的汽車荷載或其他動(dòng)力荷載作用于橋梁結(jié)構(gòu)上，以測出結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性，從而判斷出橋梁結(jié)構(gòu)在動(dòng)力荷載下受沖擊和振動(dòng)影響的試驗(yàn)。通常采用車輛加載方式，測定梁的應(yīng)變、撓度和裂縫，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果與理淪計(jì)算值的對比分析，來判斷橋梁的實(shí)際承載能力。這種荷載試驗(yàn)是非破壞性的，根據(jù)試驗(yàn)荷載的作用性質(zhì)，通常分為靜載試驗(yàn)和動(dòng)載試驗(yàn)，前者反映橋梁在靜載作用下的結(jié)構(gòu)工作性能，后者反映橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力性能靜載試驗(yàn)。靜力荷載試驗(yàn)是將靜止的荷載作用于橋梁上的指定位置．以便能夠測試出結(jié)構(gòu)的靜應(yīng)變．靜位移以及裂縫等．從而推斷橋梁結(jié)構(gòu)在荷載作用下的工作狀態(tài)和使用能力的試驗(yàn)。一般進(jìn)行的分析評定工作主要包括對結(jié)構(gòu)工作狀況的評定、結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度及穩(wěn)定性、地基與基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)的剛度要求、裂縫等。
6 結(jié)束語
橋梁檢測是一項(xiàng)要求相當(dāng)細(xì)致的工作，橋梁檢測的方法很多，檢測人員不僅要有豐富的實(shí)際現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)還要有堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)作為指導(dǎo)。只有把理論和實(shí)際充分結(jié)合起來，再加上指揮者與各試驗(yàn)人員之間的默契配合，才能做好檢測工作并取得滿意的數(shù)據(jù)，做出準(zhǔn)確的評估。
