據統計(jì)數據顯示,截至2013年底,我國公路(lù)橋梁(liáng)總數達(dá)到73.53萬座,總長度達3978萬(wàn)延米。在世界各種(zhǒng)類型橋梁中(zhōng)占據半壁江(jiāng)山。
現役橋梁裏程之大(dà),也為橋梁的(de)管理(lǐ)提出新問題。
應該重(chóng)點關注現役橋梁(liáng)檢測(cè)技(jì)術,保證橋梁的使用安全。依據(jù)檢測數據, 加強日常的(de)維護工作,使橋梁發揮(huī)出更大的(de)作用。
橋梁檢測意義及分類
橋梁管理者最關心的問題是橋梁的健康狀況。
當橋梁(liáng)一旦竣工,交付使用,橋梁自然缺陷、工程結構(gòu)設計、建造和(hé)施工的失誤(wù)已成事實。關鍵是要及時發現和處理一些缺陷,以避免(miǎn)事故的(de)發生。
檢測工作對於確保橋梁安全運營(yíng)與延長使用壽命具有重(chóng)要的意義,並(bìng)能通過檢測數據盡早發現橋梁病害,以便(biàn)及時進行維(wéi)修與加固,提前(qián)進行處理,進而節約橋梁維修費用,提高橋梁運營期的綜合經濟效益。
橋(qiáo)梁(liáng)檢測按照受力狀態可分為靜載試驗和動載試驗。
在靜載作用下,一般要測定作用(yòng)力的大小(包(bāo)括靜荷載、 支座反力、推力等的大(dà)小)、構(gòu)件(jiàn)的(de)內力(包(bāo)括彎(wān)矩、軸向力、剪力(lì)、 扭矩等(děng))、 斷(duàn)麵上各種應力(lì)的分布狀態及其(qí)大小、 各種變形(包括撓度、 相對位移、 轉角等)以及局部損壞現象(如裂紋(wén))。
按照(zhào)試驗破損情況分為無損檢測、半破損檢測和破壞性檢測。
我國橋梁檢測以動靜載試驗(yàn)為主,輔以混凝土強度試(shì)驗、超聲波探測與腐蝕作用試驗(yàn)等多種方法,這些檢測方法是傳統(tǒng)方法,在(zài)橋梁檢測中應用最為廣泛。
目前(qián)在國內比較成熟(shú)的檢測技術還有紅外熱(rè)像儀檢測技(jì)術(shù)、 光纖傳感(gǎn)器檢測(cè)技術、聲探測技術(shù)等。橋梁檢測技術已得到了一定的(de)發展, 對結構在工作環境、運營條件特性的認識也將不斷地得到深化,為橋梁極早發現病害提供了更多手段。
橋梁常用檢測方法
強度檢測
回彈法檢測
回彈法混凝土強度主要是(shì)通過回彈儀在結構混凝土(tǔ)各測區內測量回彈值R,根(gēn)據規範中給出的相關公式求其每個測區的平(píng)均回彈值,結合檢測的混凝土碳化深度值,然(rán)後根據規範中已建立的測區混凝土強度換算表,查規範得測區的混凝土強度值。
現在市麵上的回彈儀多是數顯式,可(kě)以在係統裏設置國家或地區的關係曲線(xiàn),同時(shí)還可以設定回彈方向和碳化深度(dù)等(děng)參數,自動計算處(chù)理回彈結果。
回彈法是混凝土表麵硬度(dù)的檢測方法,優點是操作易於掌握,儀器構造簡單,檢(jiǎn)測效率高,費用低廉。缺點(diǎn)是受參數、測試環境和混凝土表(biǎo)麵狀態影響較大,結果(guǒ)波動性大。
超聲法
超聲法(fǎ)對混凝土強度進行檢測是利用波在(zài)混凝土中的傳播速度隨強度等級的增高而(ér)增大的原(yuán)理進行強度檢測。
將超聲波換能器置於被測(cè)物體上(黃油、凡士林或水等耦合劑(jì)等),通過(guò)儀器中的脈衝信號發生器發出一係列的周期(qī)性(xìng)電脈衝,加在發射換能器上的壓電體上,轉換成超聲脈衝,穿(chuān)過被測物到達接受換能器,超聲儀將接收到波速、波幅、頻率、波形等聲學參數,通過對各參數綜合分析和判斷,從而可對混凝土強(qiáng)度(dù)強(qiáng)度,進(jìn)而還可以推斷混凝土完整性、均勻性的(de)缺陷。
超聲-回彈綜合法
超聲-回彈綜合法以(yǐ)材料的應力應變行為與強度的關係為依據進行強度檢測。
在結(jié)構混凝土同一測區分別測量聲時值t和(hé)回彈值R,然後利用已建(jiàn)立起來的測強公式(shì)推算(suàn)該測區強度(dù)的一種方法。在測(cè)試結果上將超聲法和回彈法結合在一起,起到互相補充測試受不同因素影響,產生的測試偏差,使結果更加接近(jìn)真實值。
鋼筋檢測
鋼筋鏽蝕狀況檢測原理(lǐ):在混(hún)凝土中鋼筋鏽蝕過程中,鋼(gāng)筋(jīn)表麵形成陽極區和陰極區(qū),導致鋼筋(jīn)離解,在陽極區生成膨脹的鏽蝕產物。腐蝕速率受鐵離子通過混凝土(tǔ)從陽極遷到陰極的便利程度的影(yǐng)響。因此,電勢越高,電阻率越(yuè)低,通常腐蝕率也就越大(dà)。半電池電位鋼筋鏽蝕度測量法是(shì)目前在現場無損鋼筋鏽蝕度檢測中較先進的一種方法。
電磁法(fǎ)采用電(diàn)磁感應原理對鋼筋混凝土結構中鋼筋位(wèi)置、間距、保護層厚度和鋼筋直徑進行無損檢測。
力學檢測法
橋梁靜載試驗
按照預定的試驗目的與試驗方案,將靜止(zhǐ)的荷載作用在橋梁上的指定位置上(shàng),觀測橋梁(liáng)結構的(de)靜力位移、靜力應變、裂縫等參量的試驗(yàn)項目。
根(gēn)據(jù)有關規範和(hé)規程的指標,判斷橋梁結構(gòu)在荷載作用下的工作性能及使用能力。測試方法上(shàng)可以采用指定荷載級別的車輛緩慢行駛(shǐ)到測試部(bù)位進行(háng)加載。條件受限製時,也以(yǐ)施加(jiā)荷重(水泥,預製塊件,水箱加水(shuǐ)等)或者以液壓千斤(jīn)頂裝置施力等(děng)方式來模(mó)擬(nǐ)某一等級的車輛(liàng)荷載,借以達到試驗的目(mù)的。
目前一般梁橋撓度測量最常用的儀器主要是千分表、百分表、撓度計、全站儀和水準儀(yí),這(zhè)其中最經常采用的儀器為百分表和水準(zhǔn)儀,其基本能(néng)滿足(zú)梁橋荷載試驗撓度測量時對精度、量程(chéng)及可靠性的要求。
結構靜載試驗的評價指標主要有兩個(gè)方麵:一方麵通過比較控製測點的實測值與理論計算值來評(píng)價結構的工作性能與安全儲備;另一方麵(miàn)是通(tōng)過比較控製測點的實測(cè)值與(yǔ)規範允許值來評價結構所處(chù)的工作狀況。
橋梁動(dòng)載試驗:
橋梁結構是以(yǐ)承受車輛荷載為土的,車輛荷載對橋梁的衝擊和振動(dòng)影響,常會(huì)使(shǐ)其產生的動力(lì)效(xiào)應大於相應的靜力效應。因此(cǐ)用動力荷載(zǎi)試驗來(lái)確定橋梁在車輛荷載的動力效應以及使用條件,從而對橋梁評價是十分重要。
橋梁結構的振動分析是橋梁結構分析(xī)的又一(yī)項重要內容,包括兩方麵:
一是測量車輛荷載作用在橋梁指定斷麵上的動應變或指定點的動撓度;
二是(shì)測量橋梁結(jié)構的自振特性和動力響應。
動載試驗結果分析,對橋梁結構承載能力作出切合實(shí)際的評價,也是對既(jì)有橋梁使用功能作實質性的(de)分析評(píng)定。
測試儀器主要包括拾振器、信號放大器、動態電阻應變儀、光(guāng)線示波器、筆錄儀、磁帶記錄儀與數字信(xìn)號處理機等。通常情況下,中小跨徑梁橋可采用磁電式測試係統(tǒng)量測橋梁結構的自振特性(xìng),對(duì)大跨徑橋梁可采(cǎi)用(yòng)壓電式測試係統量測超低頻振動(dòng)。
橋梁檢測的不足
橋梁檢測往往僅是為了確定橋梁的損傷狀況,最多(duō)是在一(yī)定(dìng)程度上對橋梁的繼續工作(zuò)能力提出評價。不能提供現役橋梁的長期評價,使得管理上需(xū)要定期對橋梁進行(háng)檢測,花費人力物力較(jiào)大。
由於對路(lù)橋的(de)質量目前尚缺乏(fá)嚴格係統的量化檢驗方法,致(zhì)使一些劣質工程得不到及時發現和處理。輕則增加了日後的路橋維修保養成本,使(shǐ)國家和地方財政負擔(dān)加重;重則會發生橋毀人亡的慘劇。
所以加強(qiáng)公路橋梁檢測對於保證人民生命財產安全(quán)和(hé)改善交通質量以(yǐ)及促進經濟發展都有著很(hěn)重要的作用和影響(xiǎng)。
結論
現役橋梁檢測目的在於,通過對橋梁目前的技術狀況及損傷的性質、部位、嚴重程度及發(fā)展(zhǎn)趨勢進行檢查,弄清出現缺陷和損傷(shāng)的主要原因,以便能分析和評價既存缺陷和損傷對橋梁質量和使用承載能(néng)力的(de)影響(xiǎng),並為橋梁(liáng)維修和加固設計提供可靠的技術數據和(hé)依據。
普及橋梁檢測技術,對橋梁檢測(cè)結果給(gěi)出正確評價,對於推動我國橋梁工程建設,提高施工質量,延長現役橋梁承載(zǎi)能力等都具有十分(fèn)重要的意義。