概述
道路和橋梁是交通運輸係統中不可分割的一(yī)個整體,而公路橋(qiáo)梁質量(liàng)的好壞往往(wǎng)影響著整條公(gōng)路的運營安全和質量,因此橋梁養(yǎng)護管理工作是極其重要的。
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,來判定橋梁結構狀況。
若要更準確判斷橋梁實(shí)際工作狀況,為橋梁加固或大修提(tí)供依據,在橋梁外觀(guān)病害檢查的基礎上,則有必要進行深一步的橋梁結構材料的檢測和荷載試驗。
橋梁的(de)科學化管理十分重要,一旦發生橋梁(liáng)事(shì)故,不單經濟損失很大,政治影響(xiǎng)會更大,因此為提高橋梁管理水平,必須重視橋梁檢測,了解橋(qiáo)梁檢測的工作程序(xù)、檢測項目及檢(jiǎn)測方法,掌握試驗數據處理和分析方法。
橋梁試驗檢測為養護管理(lǐ)提供了直接的數據和依據,其工作涉及麵廣(guǎng),技術複雜,難度較高,采用先進的檢測設備則可大大提高檢測的精度和工作效率。
▋ 橋梁檢(jiǎn)查
橋(qiáo)梁檢查,主要是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(chǎn)生缺陷和(hé)損傷(shāng)的主要原因,分(fèn)析和(hé)評價其對橋梁質量和使(shǐ)用承載能力的影響,為橋梁維修(xiū)和加固設計提供可靠的技術數據和依據。
因此,橋梁檢(jiǎn)查是在進行橋梁養護、維修與加固之前必須進行的工作,是決定維修與加固方案是否可行和(hé)正確與否的可靠保證,也是橋梁評定(dìng)、養護、維修與加固工作中必不可少的(de)重(chóng)要組成部分(fèn)。
按照(zhào)檢查的範圍、深度、方式和檢查目(mù)的的不同,橋梁檢查主要分為橋梁經常檢查(chá)和橋梁結構檢測兩類。
1.橋梁經常檢查
橋梁經常檢查包括橋梁日常(cháng)巡查和橋梁定期檢查。
橋梁日(rì)常巡查,一般一月一次,由路段養護人員或橋梁養護人員負責。其目的是隨時掌握橋(qiáo)梁技術狀態(tài),確保橋(qiáo)梁結構功能正常,發現問題及時采取應對措施,對需要做進一步檢(jiǎn)查和維修的(de)橋(qiáo)梁寫出報告。暴風雨和洪水過後,對橋梁要加大檢查頻率(lǜ)。
橋梁定期檢查,周期大約是每3~5年一次。其目的是定期采集橋梁結構(gòu)技術狀態(tài)的動態數據,列(liè)入橋梁養護管理(lǐ)係(xì)統,為評定橋梁使用(yòng)功能、製定具體橋梁維修(xiū)計劃提供基本數據。定期檢查通常由具有一定檢查經驗並(bìng)受過專門橋梁檢查培訓、熟悉橋(qiáo)梁(liáng)設計、施工等方麵(miàn)知識的養護工程師負責組(zǔ)織實施(shī)。
盡管橋梁經常檢查也使用簡單工具或儀器進行檢測,但主(zhǔ)要是以目測橋梁外觀的(de)檢查為主,檢查結果的評定也大多(duō)是基於表麵現象和經驗。這(zhè)兩類檢(jiǎn)查主要由橋梁管理部門進行。
2.橋梁特殊檢查(橋梁(liáng)結構檢測)
橋梁特殊檢查,是在橋梁經常檢查的基礎上,進一步準確確定橋梁技術狀況,由專業技術人員使用專門(mén)檢測儀器設備(bèi),應用無破損檢(jiǎn)測手段對橋梁進行全麵檢測、測強和(hé)探傷,從而找出損壞的原因、程度和範圍,分析損(sǔn)壞所造成(chéng)的後果以(yǐ)及潛在缺陷可能給橋梁結構帶(dài)來的(de)危險,為評定橋梁的耐久性和承(chéng)載能力、確定維修工程的實施方案提供依據。
通常(cháng)有下列四種情況時,需對橋梁(liáng)進行特殊檢查:
(1)在橋梁經常檢查無法確定橋梁病害原因和承載能力時;
(2)在進行橋梁重大維修(xiū)加(jiā)固工程之(zhī)前;
(3)在(zài)發生重大自然災害、意外事故(gù)和超重車過橋(qiáo)等特別事件之後;
(4)需要評定(dìng)橋梁結(jié)構實際工作狀況(kuàng)時。
橋梁特殊檢查(chá)(橋梁(liáng)結構檢測(cè))一般由橋(qiáo)梁外觀破損檢查、橋(qiáo)梁結構和材料檢測以及橋梁荷載試驗三部分組成。
▋ 橋梁檢測工作程序及項(xiàng)目
1.橋梁檢(jiǎn)測工作程序主要分三個階段:
第一階段:準備階段。其包括接受委托、收(shōu)集資料、現場勘察以及編製橋梁檢測方案(àn)四項內容(róng)。
第二階段:外業檢測階段。主要是設備安裝和數據采集。
第三階段:分析報告階段。即根(gēn)據外業采集的數(shù)據,進行統計分析和計算,並編寫橋檢報告。
對橋梁的檢測要由表及裏、由淺入深地進行,才能全麵了(le)解和(hé)判斷橋梁的實際工作(zuò)狀況,為橋梁的日常養護和加固維修(xiū)提供科學的依據。
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、橋梁結構材料檢測和橋梁(liáng)荷載試驗。
1.橋梁外觀病害檢查
依據交通部《公路養護技術規範》(JTJ 073-96)及《公路橋梁定期檢查技術》(交通部公(gōng)路所),對橋梁進行外觀病害檢查打分,其目的是對橋梁結構的外觀損(sǔn)壞狀況,有一個初步和基本的了解(jiě),並根據橋(qiáo)梁損壞狀況打(dǎ)分、評(píng)定類別,為下一步橋梁結構材料檢測提供依據。
2.橋梁結構材料(liào)檢測
在橋(qiáo)梁外觀(guān)病害檢查的(de)基礎上,對外觀損壞(huài)較嚴重的橋梁(liáng)做進一步的橋梁結(jié)構材料檢測(cè),其目(mù)的是深入了解橋梁結構材料(liào)的工作狀態及潛在的(de)不利影響,並預測發展趨勢,為判斷橋梁耐久性(xìng)和可靠性提供技(jì)術依據。橋梁結構材料檢測的重點是橋梁結構鋼筋鏽蝕情況和(hé)混凝土強度檢測。
(1)混凝土強度檢測
主要采用回彈法或超聲-回彈法進行。
混凝土(tǔ)強(qiáng)度檢測是通過用回彈儀(yí)檢測混凝(níng)土表麵(miàn)回(huí)彈(dàn)值,用超聲儀檢測混凝土內聲速,再根據混凝土強度(R)與回彈值和超聲(shēng)波在混(hún)凝土中的傳播速(sù)度(V)之間的相關(guān)關係,推算混凝土強度。采(cǎi)用回彈法(fǎ)時,要(yào)考慮碳化(huà)深度的影響。混凝土強度是進行橋梁結構評定的重要指標。
(2)鋼筋鏽蝕檢測
其檢測內容包括鋼筋鏽(xiù)蝕電位、混(hún)凝土氯離子含量、混凝土電阻率以及混凝土碳化深度。
鋼筋鏽蝕檢測是通過對鋼筋所處環境情況(如混凝土中氯(lǜ)離(lí)子含量、混凝(níng)土電阻率和碳化深(shēn)度等)和鋼筋本身(shēn)自然電位的檢測結果,綜合評(píng)定橋梁結構中鋼筋鏽蝕狀況。其同樣是評定橋(qiáo)梁結構的重要參(cān)數。
(3)鋼(gāng)筋分布及混凝土保護(hù)層厚(hòu)度檢測
結構材(cái)料的檢測,是用(yòng)各種專用(yòng)儀器設(shè)備(bèi),對橋梁結構的鋼筋和混凝土材料,進行現場采樣、記(jì)錄檢測數據(jù),再依據橋梁結構材料檢測評定標準及橋梁結(jié)構材料的(de)工作狀態進(jìn)行評定(dìng),同時對(duì)其原因進行初步分析。
橋梁荷載試驗(動靜載試驗)
在對橋梁(liáng)進行了外觀病害檢查和結構材料檢測之後,根據檢測結果,對破損嚴重、結構材料狀(zhuàng)況差的橋梁進(jìn)行橋梁荷載試驗。其目的是通過對橋梁按設計荷載直接加載,測試橋梁在最不利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(cóng)而判斷橋梁結構的實(shí)際承載(zǎi)能力。
通過動載試驗可測定橋梁結構動力特性參數和在動力荷載作用下的強迫振動響應,確定橋(qiáo)梁在車輛荷載作用下的(de)動力效應及使用條件(jiàn)。
靜載試驗則根據不同橋型、不同設計荷載,按等效原則設計不同的加載工況,通過對(duì)橋梁實際加載,檢(jiǎn)測(cè)橋梁最不利截麵的變形和受力狀態,從(cóng)而推斷橋梁結構在荷載作用下的實際工作狀態和(hé)使用承載能力。
橋梁荷載試驗的方法,是在橋梁結(jié)構主要(yào)控製截麵安裝各種傳感器,在規定荷載作(zuò)用下,通過(guò)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(jiē)段、試驗準備階段、加載試驗階段和分析報(bào)告階段。其內容(róng)為(wéi):
(1)方(fāng)案設計階段:通過資料分(fèn)析和現場勘(kān)察,編寫出詳細的(de)橋(qiáo)梁試驗檢(jiǎn)測方案,明確試驗目的和具體試驗內容,以(yǐ)指導橋檢。
(2)試(shì)驗準備階段:現場安裝各種傳感器和儀器設備。
(3)加載試驗階段:加載試驗,采集數據。
(4)分析報告階段:數(shù)據統計、計算和分析,編寫橋(qiáo)檢(jiǎn)報告。
▋ 橋檢數據分析的結論及依據
橋檢數據分析的結論包括三方麵:
1.對橋梁結構材料狀況的評價結論
根據橋梁結構(gòu)材料的檢測結果,對橋梁結構材料的現行狀況進行分(fèn)析(xī),並給出明確的評定。其重點是混凝(níng)土(tǔ)強度(dù)、鋼筋鏽蝕和橋梁外觀破損情況。
2.對橋梁承載(zǎi)力的評價結論
通過對橋梁的檢測和檢算,對橋梁的現行承載力(lì)進行評定,給出明確的結論並分類(lèi)。
3.對橋(qiáo)梁工作狀態的預測和建議
通過(guò)對橋梁現狀(zhuàng)檢測結果的分析,對橋梁今後工作狀態進(jìn)行預測,指出(chū)可能的發展趨勢,為今後橋梁養護提(tí)供建議(yì)。
▋ 橋(qiáo)梁檢測數據采集
橋梁檢測數據,既是外業試驗檢測的結果,也是分析報告的依據。檢測采集數(shù)據的準確與否,直接影響著橋檢的質量。
為(wéi)保證橋(qiáo)檢數據采集的可靠性,必須作到以下(xià)五個方麵:
1.編製好橋檢方案,正確選取檢測橋孔和檢測斷麵;
2.使用檢定合格的檢(jiǎn)測儀器(qì);
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(zhuāng)各種傳感(gǎn)器;
5.試驗過(guò)程中,按程序加載並讀取數據,密切注意數據變化情況。
在實施(shī)橋梁檢測時要注(zhù)意以下問題:
1.檢測抽(chōu)樣(yàng)
其(qí)包括試驗檢測(cè)橋孔、試驗斷麵的選定及檢測抽樣數量。試驗檢測橋孔要(yào)選取全橋有代表性的橋跨,如橋梁外觀破損較重及結構(gòu)病害(hài)具有代表(biǎo)性的橋跨。荷載試驗斷麵一(yī)般選取橋梁結(jié)構(gòu)主(zhǔ)要受力(lì)控製斷麵,如跨(kuà)中、支點、1/4跨等部位。在進行橋梁結構材料檢測時(shí),應(yīng)選取鋼筋鏽蝕(shí)較重、混凝土滲水腐蝕較重,具有代表性和(hé)普(pǔ)遍性的部位進(jìn)行抽樣(yàng)檢測,檢測抽樣(yàng)數量要(yào)按照各檢測項目的抽樣頻率進行。
2.傳感器
橋檢數據是通過安裝在橋梁(liáng)結構各部(bù)位的傳感器采集的,因此傳感器質量的(de)好壞直接(jiē)影響著對橋梁的評價。傳(chuán)感器是數據采集的(de)第一關,其安裝位置和安裝質量直接影響著橋檢數據的質量,因此傳感器要嚴格按照橋檢方案確定的位置放線安裝,並嚴格按照操作規程和要求進行作業。如粘(zhān)貼應變片時,混凝土底(dǐ)麵的(de)平整(zhěng)和粘貼質量、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(zhòu)必須逐步進行,絕不能圖省事、省力(lì)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(shì)驗(yàn)用的信(xìn)號電纜線,都必須編排線纜號,並按(àn)線纜阻值分組使用(yòng)。
5.加載車(chē)
試驗用加載車都必須分別稱出每一個軸重,測量軸距;按規定停車到位(wèi);動載試驗時車速(sù)要準確(què)、穩定。
6.放線
進(jìn)行靜載試驗時橋麵加載位置的劃線,一定要準確無誤。
7.動靜載試驗的數據采集
對橋梁動靜載試驗中(zhōng)出現的(de)極值或異常(cháng)值(zhí)必須特(tè)別關注,對卸載後的橋梁結構恢複數據也(yě)不(bú)能忽視,因(yīn)為它能反映出橋梁結構的彈性工作狀態,所以(yǐ)應保證(zhèng)穩定讀數次數和時間能充分反映結構的恢複情況。對動靜載試驗數據的采集,一定要“穩定第一”。此外,在加載試驗時,為防止數據不穩(wěn)、漂移,應進行預加載,等結構變形穩(wěn)定(dìng)後記(jì)錄完數據,再進行下(xià)一道工(gōng)序,以確保橋檢數據采集質(zhì)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,如荷載試驗不允許試驗場地周圍有大的震(zhèn)源,橋麵上不允(yǔn)許有行人車(chē)輛通過,若實在無法避開,要做詳細記錄,數據處理時要注(zhù)意剔除。靜載試驗要求環境溫(wēn)度變化要小,所以宜在夜間進行。對於關鍵(jiàn)數據,檢測時可采用不同設備(bèi)同時(shí)測量,針對(duì)不同的結構型式采用不同的儀器組合(hé),可取得很好的效果。如在橋梁撓度檢測過程中,可根據(jù)橋梁實際情況,分別采用(yòng)連通管、電測位移計和光電撓度計三種測(cè)量方法。通過實踐對比,我們感到電測位移計(jì)精度高,但安裝比較麻煩;連通管(guǎn)簡單、便捷(jié),適合橋下淨空高、水深無法支架的(de)橋梁;光電撓度(dù)計可用於靜動載試驗,但測點布置會受(shòu)到一定限(xiàn)製。
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