道路和橋梁是交通(tōng)運輸(shū)係統(tǒng)中不可分割的一個整體,而公路(lù)橋梁質(zhì)量的好壞往往(wǎng)影響著整條公路的運營安(ān)全和質量,因此橋梁養護管理工作是極其重要的。
目前,對(duì)橋梁的養護管理主(zhǔ)要是清掃橋麵、修補坑(kēng)槽;對橋梁檢查,主要是通過人工目測檢查、手工記錄打分(fèn),來(lái)判定橋梁結構狀況。
若要更準確判斷橋梁實際(jì)工作狀況,為橋梁加固或大(dà)修提供依據,在橋梁外觀病害檢查的基礎(chǔ)上,則(zé)有必要進行(háng)深一步的橋梁結構材料的檢測和荷載試(shì)驗(yàn)。
橋梁的科學(xué)化管(guǎn)理十分重要,一旦發生橋梁事故(gù),不單經濟損失很大,政治影響會更大,因(yīn)此為提高橋(qiáo)梁管理水平,必須重視橋梁檢測,了解橋梁檢測的工作程序、檢測項(xiàng)目及檢測方法,掌握試驗數據處理和分析(xī)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(zé)可大大提高檢測的精度和工作(zuò)效率。
橋梁檢查,主要是對(duì)橋梁技術狀況的調(diào)查,即橋梁缺點和損傷的性質、部位、嚴重程度及發展趨(qū)勢,找出產生缺點和損傷(shāng)的主要原因,分析和評價(jià)其對橋梁(liáng)質量和使用(yòng)承載(zǎi)能力的影響,為橋梁維修和加固設計提供可靠的技術數據和依據。
因此,橋(qiáo)梁檢查是在進行橋梁養護、維修與加固之前必(bì)須(xū)進行的工作,是決定維(wéi)修與加固方案是否可行和正(zhèng)確(què)與否的可靠保證,也是橋梁評定、養護、維修與加固工作中必(bì)不可少的重要組成部分。
按照檢(jiǎn)查的範圍、深度、方式和檢查目的(de)的不同,橋梁檢查主要分為橋梁(liáng)經常檢查和橋(qiáo)梁結構檢測兩類。
1.橋梁經常檢查
橋梁經(jīng)常檢查包(bāo)括橋梁日常巡查和橋(qiáo)梁定期檢查。
橋梁(liáng)日常巡查,一般一月一次,由路段養(yǎng)護人員或橋梁養護人員負責。其目的是隨時掌握橋梁技術狀態,確保橋梁結構(gòu)功能正常,發(fā)現(xiàn)問題及時采取應對措施,對(duì)需要做進一步檢查和維修的橋梁寫出報告。暴風雨和洪水過後,對橋(qiáo)梁要(yào)加大檢查(chá)頻率。
橋(qiáo)梁定期檢查,周期大約(yuē)是每3~5年(nián)一次。其目的是定期采集橋梁結構技術狀態的動態數據,列入橋梁養護管理係統,為評定橋(qiáo)梁使用功能、製定(dìng)具體(tǐ)橋梁維修計劃提供基本數據。定期檢查通常由具(jù)有一定檢查經驗並受過專門橋梁檢查培(péi)訓、熟悉橋梁設計、施工等方麵知識的養護工程師負責組織實施。
盡管(guǎn)橋梁經常檢查也(yě)使用簡單工具或儀器進行檢測,但主要是以(yǐ)目(mù)測橋梁外觀的檢(jiǎn)查為主,檢(jiǎn)查(chá)結果的評定也(yě)大多是(shì)基於表麵現象(xiàng)和經驗(yàn)。這兩類檢查主要由橋梁管理部門進行。
2.橋梁特(tè)殊(shū)檢查(橋(qiáo)梁結構檢測)
橋梁特殊檢查,是在橋梁經常檢查的(de)基礎(chǔ)上,進一步(bù)準確確定橋梁技術狀況,由專業技術人員使用專門檢測儀器設備,應用無(wú)破損檢測手段對橋梁進行檢測、測強和探傷,從(cóng)而找出損壞的原因、程度和範圍,分(fèn)析損壞(huài)所造成的(de)後果以及潛在缺點可能給橋梁結(jié)構帶來的危險(xiǎn),為評(píng)定橋梁的耐久性和承載能力、確定維修工程的(de)實施方案提供依據(jù)。
通常有下列四種情況(kuàng)時,需對橋梁進(jìn)行特殊檢查:
(1)在橋梁經常檢查無法確定橋梁(liáng)病害原因和承載能力時;
(2)在進行橋梁重大維修加固工程之前;
(3)在發生重大(dà)自然(rán)災害、意外事故(gù)和超重車過(guò)橋等特別事件之後;
(4)需要評(píng)定橋梁結構實際工作狀況時。
橋梁特殊檢查(橋梁(liáng)結構(gòu)檢測)一般由橋梁外觀破損檢(jiǎn)查、橋梁結構和材料檢(jiǎn)測以及橋梁荷載試驗三部分(fèn)組成。
1.橋梁檢(jiǎn)測工作程序主要分(fèn)三個階段:
第一階(jiē)段:準備階段。其包括接受委托、收集資料、現場勘察以及編製橋梁檢測方案四項內容。
第二階段:外業檢測階段。主要是設備安裝和數據采集。
第(dì)三階段:分析報告階段。即根據(jù)外業采集(jí)的數據,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(jìn)行,才能了解和判斷橋梁的實際工作狀況,為(wéi)橋梁的日常養護和加固維修提供科學的依據。
2.橋梁外業檢測項目(mù)
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荷載試驗。
1.橋梁外(wài)觀病害檢(jiǎn)查
依據交通(tōng)部《公路養護技術規範》(JTJ 073-96)及《公路橋梁(liáng)定期檢查技術》(交通部公路所),對橋梁進行外觀(guān)病害(hài)檢查打分,其目的是對橋(qiáo)梁(liáng)結構的外觀損壞狀況,有(yǒu)一個初步和(hé)基(jī)本的了解,並(bìng)根據橋梁損壞狀況打分、評定類別,為下一步橋梁結構材料檢測(cè)提供依據。
2.橋梁結構材料檢測
在橋梁外觀病(bìng)害檢查的基礎上,對外觀損壞較嚴重(chóng)的橋梁做進一步的橋梁結構材料檢測,其(qí)目的是(shì)深入了解橋梁結(jié)構材料的工作(zuò)狀態及潛(qián)在的不利影響,並(bìng)預測發(fā)展趨勢,為判斷橋梁耐久(jiǔ)性和可靠性提供技(jì)術依據(jù)。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(níng)土強度檢測。
(1)混凝土(tǔ)強度檢測
主要采用回彈法或超聲-回彈法(fǎ)進行。
混凝土強度檢測是通過用回彈儀檢測混凝土表麵回彈(dàn)值,用超(chāo)聲儀檢測混凝土內聲速,再根據混凝土強度(R)與回彈值(zhí)和超聲波在混凝土中(zhōng)的傳播速度(V)之間的相關關係,推算混凝土強度。采用回彈法時,要考慮碳化深度的影響。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(jiǎn)測
其檢測內容包括鋼筋鏽蝕(shí)電(diàn)位、混凝(níng)土(tǔ)氯離(lí)子含量、混凝土電阻率以及混(hún)凝土碳化深度。
鋼筋鏽蝕檢測是通過(guò)對鋼筋所處環境情況(如混凝土(tǔ)中氯離子(zǐ)含(hán)量、混凝土電阻率和碳化深度等)和(hé)鋼筋本身自然電位的檢測結果(guǒ),綜合評定橋梁結構中鋼筋鏽蝕狀況。其同樣是評定橋梁結構的重要參數。
(3)鋼筋分布及混(hún)凝土保護層(céng)厚度檢(jiǎn)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(chǎng)采樣、記錄檢測數據,再依據橋梁結構材料(liào)檢測評定標準(zhǔn)及橋梁(liáng)結構材(cái)料的(de)工作狀(zhuàng)態進(jìn)行評定,同時對其原因(yīn)進行初步分析。
橋梁荷載試驗(動靜載試驗)
在(zài)對橋梁進行了外觀(guān)病(bìng)害檢查和結構材料檢測之後,根據檢測結(jié)果,對破(pò)損嚴重、結構材料狀況差(chà)的橋梁進行橋(qiáo)梁荷(hé)載試驗。其目的是通過對橋梁按設計荷載直接加載,測試(shì)橋梁在不利荷載(zǎi)作(zuò)用下的(de)實際響應,以進一(yī)步分析和了解橋梁(liáng)的工作狀態,從而判斷橋梁結構的實際(jì)承載能力。
通過(guò)動載試驗(yàn)可測定橋梁結構動(dòng)力特(tè)性參數和在動力荷載作用下的強迫(pò)振動響應,確定橋梁在車(chē)輛荷載(zǎi)作用下的動力效應及使用條件。
靜載試驗則根據不(bú)同橋型、不同(tóng)設計荷載,按等效(xiào)原則設計不同的加載工況,通過對橋梁(liáng)實際加載,檢測(cè)橋梁不利截麵(miàn)的變形和受力狀態,從而推斷橋梁結構在荷載作(zuò)用下的實際(jì)工作狀態和使用承載能力。
橋梁荷載試驗的方法,是在橋梁結構(gòu)主要(yào)控製截麵安裝各種傳感器,在規定荷(hé)載作用下,通過儀器(qì)記(jì)錄橋梁受(shòu)力和(hé)變形數(shù)據。
橋梁荷載試驗的實施分四個階段:方案設計階段(duàn)、試驗準備階段、加載試驗(yàn)階段和分析報告階段。其內容為:
(1)方案設計階段:通過資(zī)料分析和現場(chǎng)勘察,編寫出詳細的橋梁試驗檢測方案,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(ān)裝各種傳感器(qì)和儀器設備。
(3)加載試驗階(jiē)段:加載(zǎi)試驗(yàn),采集(jí)數據。
(4)分析(xī)報告階段:數據統計(jì)、計算和分析,編寫橋檢報告。
橋(qiáo)檢數據分析的(de)結論包括三方麵:
1.對橋梁結構材料狀況的評價結論(lùn)
根據橋梁結構(gòu)材(cái)料的檢測結果,對橋梁結構材料的現行狀況進行分析,並給出明確的評定。其(qí)重點是混(hún)凝土強度、鋼筋(jīn)鏽蝕(shí)和橋梁外觀破損情況。
2.對橋梁承載力的評價結論
通(tōng)過對橋(qiáo)梁的檢測和檢算(suàn),對橋梁的現行承載力進行評定,給出(chū)明確的(de)結論並(bìng)分類。
3.對橋梁工作狀態的預(yù)測和建議
通過對橋梁現狀檢測結果的分析,對橋梁(liáng)今後工作狀態進行預測,指出可能的發(fā)展趨勢(shì),為今後橋梁養護提(tí)供建議。
橋梁檢測數據,既是外業試(shì)驗檢測的結果,也是(shì)分析報告的依據。檢測采集(jí)數據的準確與否,直(zhí)接影響著橋檢的質量(liàng)。
為保證(zhèng)橋檢數據(jù)采集的可靠性(xìng),必須作到以下(xià)五個(gè)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(de)檢測儀器;
3.按操作規程正確使用(yòng)橋檢儀器設備;
4.要嚴格按照操作規程安裝各種傳感器;
5.試驗(yàn)過程中,按程序加載並讀取數據,密切注意數據變化情況。
在實施橋梁檢測(cè)時要注意以下問題:
1。檢測抽樣
其包括試驗檢測橋孔、試驗(yàn)斷(duàn)麵的選定及(jí)檢測抽樣數量。試驗檢測橋孔要選取全橋有代表性的橋跨,如橋梁外觀破損較重及結構病害具有代表性的(de)橋跨。荷載試驗斷麵一般選取橋梁結構主要受力控製斷麵,如跨中、支點(diǎn)、1/4跨等部位。在進行橋梁結構材(cái)料檢(jiǎn)測時,應選取鋼筋鏽蝕較重、混凝土滲水(shuǐ)腐蝕較重(chóng),具有代(dài)表性和普遍性的部位進行抽樣檢測,檢測抽樣數量要按照各檢測項目的抽(chōu)樣頻率(lǜ)進行。
2.傳感(gǎn)器
橋檢數據是通過(guò)安裝在(zài)橋(qiáo)梁結構各部位的傳感器采集的,因此傳感(gǎn)器質(zhì)量的好壞直接影響著對橋梁的評價。傳感器是數據(jù)采集的第一關,其安裝位(wèi)置和安裝質量直(zhí)接影響著橋檢數據的質量(liàng),因此(cǐ)傳感器要嚴格按照橋檢方案確定的位(wèi)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,混凝土底(dǐ)麵(miàn)的平整和粘貼質量、絕緣(yuán)電阻等都十分關鍵,打磨底麵(miàn)、打底膠、貼片、量阻值(zhí)、封膠等步(bù)驟必須逐步進行,絕不能圖省事(shì)、省力而湊合。
3.儀器
試驗檢(jiǎn)測使用的(de)儀器設備必須經(jīng)檢定合格才可使用。
4.信號線
所有試驗用的信號電纜線,都(dōu)必須編排線纜號(hào),並按線纜阻值分組使用。
5.加載車
試驗用加載車(chē)都必須分別稱出每一個軸重,測量軸距;按規定(dìng)停(tíng)車到位;動載(zǎi)試驗時車速要準確、穩(wěn)定。
6.放線
進行靜載試驗時橋麵加載(zǎi)位置的劃線(xiàn),一定要準確(què)無誤。
7.動靜載試驗的數據采集
對橋梁動靜載試驗(yàn)中出現的(de)極值或異常(cháng)值必須特別關注,對卸載後的橋梁結構(gòu)恢複數據也不能忽(hū)視,因為它能反映出(chū)橋梁結構(gòu)的彈性工作狀(zhuàng)態(tài),所以應保證穩定讀(dú)數(shù)次數和時間能充分反映結構的恢複情況。對動靜載試(shì)驗數據的采集,一定要“穩(wěn)定(dìng)第一”。此外,在加載試驗時,為防止數據不(bú)穩、漂移(yí),應進行預加載,等結構變形穩定後記錄完數據,再進行下一道工序,以確保橋檢數據采集(jí)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(liàng)通過,若實在無法避開,要做詳(xiáng)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,所以宜在(zài)夜間(jiān)進(jìn)行。對於關鍵數(shù)據,檢測時可采用不同設備同時測(cè)量,針對不(bú)同的結構型式采用不同的儀器組合,可取得很好的效果(guǒ)。如(rú)在橋梁撓度檢測(cè)過程中,可(kě)根(gēn)據橋梁實際情況,分別采用連通管、電測位移計和光電(diàn)撓度(dù)計三種測量(liàng)方法。通過實踐對比,我們感到電測位移計精(jīng)度高,但安裝比(bǐ)較麻煩;連通管(guǎn)簡單、便(biàn)捷,適合橋下淨空高、水深無法支架(jià)的(de)橋(qiáo)梁(liáng);光電撓(náo)度計可(kě)用於靜動載試驗(yàn),但測點布置會受到一定限製。