一、概述
道路和橋梁(liáng)是交通(tōng)運輸係統中不可分割的一個整體,而公路橋(qiáo)梁質量的好壞往往影響著(zhe)整條公(gōng)路的運營安全和(hé)質(zhì)量,因此橋梁養護管理工作是極其(qí)重要的。
目前,對橋梁(liáng)的養護管理主要是清掃橋麵、修補坑槽;對(duì)橋梁檢查,主要是通過人工目測檢查、手工記錄打分,來判定橋梁結(jié)構狀況。
若要更準確判斷(duàn)橋梁實際工作狀(zhuàng)況,為橋梁加(jiā)固或大修提(tí)供依據,在橋梁(liáng)外觀病(bìng)害檢查(chá)的基礎上,則有必要進行深一步的橋(qiáo)梁結構材料的檢測和荷載試驗。
橋梁的(de)科學化(huà)管理十分重要,一旦發生橋梁事故(gù),不單(dān)經濟損失很大,政治影響(xiǎng)會更大,因此為提高橋梁管理水平,必須重視橋(qiáo)梁檢測,了解橋梁(liáng)檢測的工(gōng)作程序、檢測項(xiàng)目及檢測方法(fǎ),掌(zhǎng)握試驗(yàn)數據處理和分(fèn)析方法。
橋梁試驗檢測為養護管理提供了直接的數據和依據,其(qí)工作涉及麵廣,技術複雜,難(nán)度較高,采用先進的檢測設備則可大大(dà)提高檢測的精度和工作效率。
二(èr)、橋梁檢查
橋梁檢查,主要是(shì)對橋梁技術狀況的調查,即橋梁缺陷和損傷的性質、部位、嚴重程度及發展趨勢,找出產生缺陷和(hé)損傷的(de)主要原因,分析和評價其對(duì)橋梁質量和使用承載能力的影響,為橋梁維修和加固設計(jì)提供可靠的技術數據和依據。
因此,橋梁檢查是在進行(háng)橋梁(liáng)養(yǎng)護、維修與加固之前必須進(jìn)行的工作,是決定維修與加固方案是(shì)否可行和正確與否的可靠保證,也是橋梁評定、養護、維修與加固工作中必不可少的重要(yào)組成部分。
按照檢查的範圍、深度(dù)、方式和檢(jiǎn)查目的的不同,橋梁檢查主要分為橋梁經常(cháng)檢查和橋梁結構檢測兩類。
1.橋(qiáo)梁經常檢查
橋(qiáo)梁經(jīng)常檢查(chá)包括橋(qiáo)梁日常巡查和橋梁定期檢查。
橋梁日常(cháng)巡查,一般一月一次,由路段養護人員或橋梁養護人員負責(zé)。其目的是隨時掌握橋梁技術狀態,確保橋梁結構功能正常,發現問題(tí)及時采取(qǔ)應(yīng)對措施,對需要做進一步檢查和維修的橋梁(liáng)寫出報告。暴風雨和洪水過後,對橋梁(liáng)要加大檢查頻(pín)率。
橋梁定期檢查,周期大約是每3~5年一(yī)次。其目的是定期采集(jí)橋梁結構技術(shù)狀態的動態(tài)數據,列入橋梁(liáng)養護管理(lǐ)係統,為評定橋梁使用(yòng)功能(néng)、製定具(jù)體橋梁維修計劃提供基本數據(jù)。定期檢查通常由具有(yǒu)一定檢查經驗並受過專門橋梁檢查培訓、熟(shú)悉橋(qiáo)梁設計、施工等方麵知識的養護工(gōng)程師負責組織實施。
盡管橋梁經常檢查也使用簡單工具或儀器進行檢測(cè),但主要(yào)是以目測橋梁外觀(guān)的檢查為主,檢(jiǎn)查結果的評定也大多是基於表麵現象和(hé)經驗。
這兩類檢查主要由橋(qiáo)梁管理部門進行。
2.橋梁特殊檢查(橋梁(liáng)結構檢(jiǎn)測(cè))
橋梁特殊檢查(chá),是在橋梁經常檢查的基礎(chǔ)上,進一步準確確(què)定橋梁技術狀(zhuàng)況,由專業技術人(rén)員(yuán)使用專門檢測儀器設備,應用無破損檢測手段對橋梁進行(háng)全麵檢測、測強(qiáng)和探傷,從而找(zhǎo)出損壞的原因、程度和範圍,分析損(sǔn)壞所造成(chéng)的後果以及潛在缺陷可能給橋梁結構帶來的危險,為評定橋梁(liáng)的耐久性(xìng)和承載能(néng)力、確(què)定維修工程的實施方案提供(gòng)依據。
通常有下列四種情況時,需(xū)對橋梁進行特殊檢查:
(1)在橋梁經常檢查(chá)無法確定橋梁病害原因和承載能力時;
(2)在進(jìn)行橋梁重大維修加固工程之前;
(3)在發生重大自然災害、意外事故和超重車過橋等特別事件之後;
(4)需要評定橋梁結(jié)構(gòu)實際工作狀(zhuàng)況時。
橋梁特殊檢查(橋梁結構檢(jiǎn)測)一般由橋梁(liáng)外觀破損檢查、橋梁結構和材料檢測以及橋梁荷載(zǎi)試驗三(sān)部分組成。
三、橋(qiáo)梁檢測工作程序及項目
1.橋(qiáo)梁檢測工作程序主要分三(sān)個階段:
第一階段:準備階段。其包(bāo)括接受委托、收集(jí)資料、現場勘察以及編製橋梁檢測方案四項內容。
第二階段:外業檢(jiǎn)測階段(duàn)。主要是設備(bèi)安裝和數據(jù)采集。
第三階段:分(fèn)析(xī)報告階段。即根據外業(yè)采集的數據,進行統計分析和計算,並編寫橋檢(jiǎn)報告。
對橋(qiáo)梁的檢測(cè)要由表及裏、由淺入深地進行,才能全麵(miàn)了解和判斷(duàn)橋梁的實際工作狀(zhuàng)況,為橋梁的日常養護和加固維修提供科學(xué)的依據。
2.橋梁外業檢測項目
橋梁外業檢測包括橋梁外觀病害檢查、橋梁結構材料檢(jiǎn)測和橋(qiáo)梁荷載試驗(yàn)。
1.橋梁外觀病害檢查
依據交通(tōng)部《公路養護技術規範》(JTJ073-96)及《公路橋梁定期檢查技術》(交通部公路所),對橋梁進行外(wài)觀病害檢查打分,其目的是對橋梁結構(gòu)的外(wài)觀損壞狀況,有一個初步和(hé)基本的了解,並根據橋梁損壞狀況打分、評定類別,為下一(yī)步橋梁結構材(cái)料檢測提供依(yī)據。
2.橋梁結構材料檢測(cè)
在橋梁外(wài)觀病害檢(jiǎn)查的基礎上,對外觀損壞較嚴重的橋梁做進一步的橋梁結構材料檢測,其目的是(shì)深入了解橋梁結構材料的工作狀態及潛在的不利影(yǐng)響,並預測發展趨勢,為判斷橋(qiáo)梁(liáng)耐久(jiǔ)性和可靠性提供技術依據。橋梁結構材料檢測的重點是橋梁(liáng)結構鋼筋鏽蝕情況(kuàng)和混凝土強度檢測
(1)混凝土強度檢測
主要(yào)采用(yòng)回彈法或超聲-回彈法進行。
混凝土強度(dù)檢(jiǎn)測是通過用回彈儀(yí)檢測混凝土表麵(miàn)回彈值,用超聲儀(yí)檢測混凝土內(nèi)聲速,再根據混凝土強度(R)與回彈值(zhí)和超聲波在混凝土中的傳播速(sù)度(V)之間的相關關係,推算(suàn)混凝土強度。采用回彈法時,要考慮碳化深度的影響。混凝土(tǔ)強度是進行橋梁結構評定的重要指標。
(2)鋼筋鏽蝕(shí)檢測
其檢測內容包括鋼筋鏽蝕電位、混(hún)凝土氯離(lí)子含量、混凝土電阻率以及混凝土碳化深度。
鋼筋鏽(xiù)蝕檢測是通過對鋼筋所處(chù)環境情況(如(rú)混凝土中氯離子含量(liàng)、混(hún)凝(níng)土電阻率和碳化深度等)和鋼筋本身自然電位的檢測結果,綜合評定橋梁結(jié)構中鋼筋(jīn)鏽蝕狀況。其同樣是評定橋梁結構的重要參數。
(3)鋼筋分布(bù)及混凝土保護(hù)層厚度檢測
結構材料的檢測,是用各種專用儀器設備,對橋梁結構的鋼筋和混凝土材料,進行現場采樣、記錄檢測數據,再依(yī)據橋梁結構材料檢測評定標(biāo)準及橋梁結構材料(liào)的工作狀態進行評(píng)定,同時對(duì)其(qí)原因進行初步分析。
3.橋梁荷載試驗(動靜載試驗)
在對橋梁進行了外(wài)觀病害檢查和結構(gòu)材料(liào)檢測之後,根據檢測結果,對破損嚴重、結構材(cái)料狀(zhuàng)況差的橋梁進(jìn)行橋梁(liáng)荷載試驗。其目的是通過對橋梁(liáng)按設計荷載直(zhí)接加(jiā)載,測試(shì)橋梁在最(zuì)不利(lì)荷載作用下的實際響應,以進一步分析和了解橋梁的工作狀態,從而判斷(duàn)橋梁結構的實(shí)際承載能力。
通過動載試驗可測定橋(qiáo)梁結構動力特性參數和在(zài)動力荷載作(zuò)用下的強迫振動響應,確定橋梁在車輛荷載作用下的動力效(xiào)應及使用條件。
靜載試(shì)驗則根據不同橋型、不同設計荷載(zǎi),按(àn)等效原則設計不同的加載工況,通(tōng)過對橋梁實際加載(zǎi),檢(jiǎn)測橋梁最不利截麵的變形和(hé)受力狀態,從而推斷橋梁結構在荷載作用下的實際工作狀態(tài)和使用承載能力。
橋梁荷載試驗的方法,是在橋梁結(jié)構主(zhǔ)要控製截麵安裝各種(zhǒng)傳感器,在規定荷(hé)載作用下,通過儀器記錄橋梁受力和變形數據。
橋梁荷載試驗的實施分四個階段:方案設計階段、試驗準(zhǔn)備階段、加載試驗階段和分析(xī)報告階(jiē)段。其內容為:
(1)方案設(shè)計階段:通過資料分析和現場勘察,編寫出詳細的橋梁試驗檢(jiǎn)測方案,明確試驗目的和具體試驗內容,以指導橋檢。
(2)試驗準備階段:現場安裝各種傳感器和(hé)儀(yí)器設備。
(3)加載試驗階段:加載試驗,采集數據。
(4)分析報(bào)告階段:數據統計(jì)、計算和分析,編(biān)寫橋檢報告。
四、橋檢數據分析的(de)結論及依據
橋檢數據分析的結論包括三方麵:
1.對橋(qiáo)梁結構材料狀況的評價結論
根據橋梁結構材料的檢測(cè)結果,對橋梁結構材料的現行狀(zhuàng)況進行(háng)分析,並給出明確的評(píng)定。其(qí)重點是混凝土強度、鋼筋鏽蝕和橋梁外觀破損情況。
2.對橋梁承載力的評價結論
通過對橋梁的檢測和檢算,對橋梁的現行承(chéng)載力進行評定,給(gěi)出明確(què)的結論並分類。
3.對(duì)橋梁工作狀態的預測(cè)和建議
通過對(duì)橋梁現狀檢測結果的分析,對橋梁今後工作(zuò)狀態進行預測,指出可能(néng)的發展趨勢,為今後橋梁養護提供建議。
五、橋梁檢測數據采(cǎi)集
橋梁檢測數據,既是外業試驗檢測的結果,也是分(fèn)析報告的依據。檢測采集數據(jù)的準確與否,直接影響著橋(qiáo)檢的質(zhì)量。
為保證橋檢數據采集的可靠性,必須作到(dào)以下五個方麵:
1.編製好橋(qiáo)檢方案,正確選取檢測橋孔和檢測斷麵(miàn);
2.使用檢(jiǎn)定合格的檢測儀器;
3.按操作規程正確使用橋檢儀器設備;
4.要(yào)嚴格按照操作規程安裝各(gè)種傳感器;
5.試驗過程中(zhōng),按程序加載並讀取(qǔ)數據,密切注意數據變化情況。
在實施橋梁檢測時要(yào)注意(yì)以下問題:
1.檢測抽樣
其包括試驗檢測橋孔、試驗斷麵(miàn)的選定及檢(jiǎn)測抽樣數(shù)量。試驗檢測橋孔(kǒng)要選(xuǎn)取全橋有代表性的橋跨,如橋梁外觀破損較重及結構病(bìng)害具有代表性的橋(qiáo)跨。荷載試驗斷麵一般選取橋梁結構主要受力控製斷麵(miàn),如跨中、支點、1/4跨等(děng)部位(wèi)。在進行橋梁(liáng)結構材料檢測(cè)時,應選取鋼筋鏽蝕較重、混(hún)凝土滲水腐蝕較重,具有代表性和普遍性的部位進行抽樣檢測(cè),檢測抽樣數量要按照各檢測項目的抽樣頻率(lǜ)進行(háng)。
2.傳(chuán)感器(qì)
橋(qiáo)檢數據是(shì)通(tōng)過安裝(zhuāng)在橋梁結構各部位的傳感器采集的,因此傳感器質(zhì)量(liàng)的好壞(huài)直接影響著對橋梁的評價。傳感器是數據采集的第一關,其安裝位置和安裝質量直接影響著橋(qiáo)檢數據的(de)質(zhì)量,因(yīn)此傳感器要嚴格按照橋檢方案確定的位置放線安裝(zhuāng),並嚴格按照操作規程和要求進行作業。如粘貼應變片時,混凝(níng)土底麵的平整和(hé)粘貼質(zhì)量、絕緣電阻等都十分關鍵,打磨底麵、打底膠、貼片、量阻值、封膠等步驟必須逐步進行,絕不能圖省事、省力而湊合。
3.儀器
試驗檢測使用的儀器設(shè)備必須經檢定合格才可使用(yòng)。
4.信號線
所有試驗用(yòng)的信號電纜線,都必須編(biān)排線纜號(hào),並按線纜阻(zǔ)值分組使用。
5.加載車
試驗(yàn)用加載車都必須分別(bié)稱出每一個軸重,測量軸距;按規定停車到(dào)位;動載試驗時車速要準確、穩定。
6.放線
進行靜(jìng)載試驗時橋麵加載位置的劃線,一定要準確無誤(wù)。
7.動靜載試(shì)驗的數據采集
對橋梁動靜載試(shì)驗中出現的極值或異常值必須特別關注,對卸載後的橋梁結構恢複數據也不能(néng)忽視,因為它能反映(yìng)出橋梁結構的彈性工作狀態,所以應保證穩定(dìng)讀數(shù)次數和時(shí)間能充分(fèn)反映結構的恢(huī)複情況。對動靜載試驗數據的采集,一定要“穩定第一”。此(cǐ)外,在加載試驗時,為防止數據不穩、漂移,應進行預加載,等結構變形穩定後記錄完數據,再進行(háng)下一道工(gōng)序,以確保橋檢數據采集質量。
8.環境影響
橋梁動靜載試驗檢測要注意試驗環境影響因素,如(rú)荷載試驗(yàn)不允許試驗場地周圍有大的震源,橋麵上不允許有行人車輛通過(guò),若實在無法避開,要做詳細記錄,數據處理時要注意剔除。靜載試驗要求環境溫度變化要小,所以(yǐ)宜在夜間進行。對於關鍵數據,檢測時可采用不(bú)同設備同時測量,針對不同的(de)結構型式采(cǎi)用不同的儀器組合,可取得很好的(de)效果。如在橋梁(liáng)撓度檢測過程中,可根據橋梁實際情況,分別采用連(lián)通管、電測位移計和光電撓度計三種測量方法。通過實踐對比,我們感到(dào)電測位移計精度高,但安(ān)裝(zhuāng)比較麻煩;連通管簡單、便捷,適合橋下淨空高、水深無法支架的橋梁;光電撓度計可用(yòng)於靜動載試(shì)驗,但測點布置會受(shòu)到一定限(xiàn)製。
六(liù)、橋檢(jiǎn)費用
橋檢(jiǎn)費用主要包括橋梁檢測費用和橋梁(liáng)檢測配合費用兩部分。
1.橋梁檢測費(fèi)用
其包括檢測人員工資、儀器設備(bèi)使用費、各種配(pèi)件(jiàn)材料費、檢測工作用車費、儀器檢定費、谘詢費、通訊(xùn)費、保險費和方案報告編製費等,約占總費用的70%。
2.橋梁檢測配合(hé)費用
其(qí)包括(kuò)民工費用、檢測腳手架費、水(shuǐ)電費、交通(tōng)配(pèi)合(hé)費、加載車費和安(ān)全設施費等,約占(zhàn)總費用(yòng)的(de)30%。
由於每座橋的(de)大小以及檢測環境各不相同,檢測項目也不同,因此檢測方案應依據每(měi)座橋的(de)檢測要求和檢測條件單獨編製(zhì)。
七、幾點建議
1.建立橋梁動態管理數據庫(kù)
實行橋梁動態數據管理(lǐ),建立規範的橋梁檢查工作製度(dù),根據道路等級製定檢測計劃,每5年對全部橋(qiáo)梁檢查一遍,將檢測數據結果存入數據(jù)庫,以(yǐ)隨時掌握橋梁實際工作狀況。
2.用(yòng)數(shù)據支持橋梁大修方案(àn)
對所有計劃大修工程的橋梁,在製定大修方案前必須進行(háng)橋梁結(jié)構檢測,根據檢測數據結果科學編製大修(xiū)方案,避免盲目性。
3.加大橋梁檢測的投入(rù)
通過橋梁(liáng)檢測工作實踐,使我感到應加大對橋梁檢測的投入(rù),不但是資金投(tóu)入,而(ér)且從科技(jì)上也要加大投入。要盡可能(néng)采用先進的儀器(qì)設備、橋梁(liáng)數據分析軟件,不斷提高(gāo)橋梁管理水平。
4.建立專業橋梁檢測隊伍
橋梁檢(jiǎn)測是一(yī)項專業性強、技術含量高、責任重的工作,因此對橋檢人員素(sù)質要求較高,既要有專業理論知識,又要能實際操作,既要能吃苦,更要有責任心。所以要建立專業(yè)橋梁檢測隊伍,以(yǐ)確保橋梁檢測數據的準確性。
八(bā)、結語
總之,隨(suí)著社會經濟(jì)的不斷發展,交通量的迅猛增加,尤其是車輛軸載的增大,對橋(qiáo)梁的要求越來越高,對橋梁的損害也(yě)越來越(yuè)大,因此隻有采用科學的管理(lǐ)手段(duàn)和方法(fǎ),才能保證橋梁的安全。