一、概述
道路和橋梁是交(jiāo)通運輸係統中不可分(fèn)割的一個整(zhěng)體,而公路橋梁質量的好(hǎo)壞往往影響(xiǎng)著整條公路的運營安全和質量,因(yīn)此橋梁養護(hù)管理工作是極其重要的。
目前,對橋梁的養護管理(lǐ)主要是清掃橋麵、修(xiū)補坑槽;對橋梁檢查,主要(yào)是通過人工目測檢查、手工(gōng)記(jì)錄打分,來判定橋梁結構狀況。
若要更準確(què)判斷橋(qiáo)梁實際工作狀況,為橋梁(liáng)加固或(huò)大修提供依(yī)據,在橋梁外(wài)觀病害檢查的基礎上(shàng),則有必要進行深一步(bù)的橋梁結構材料的檢測和荷載試驗。
橋梁的科學化管理十分重(chóng)要,一旦發生橋梁事故,不(bú)單經濟損失很大,政治影響會更大,因此為提高橋(qiáo)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、檢測項目(mù)及檢測(cè)方法,掌握試驗數據處理(lǐ)和分析方法。
橋梁試驗(yàn)檢測為養護管理提供了直接的數據和依據,其(qí)工(gōng)作涉及麵廣,技術複雜,難度較(jiào)高(gāo),采用先(xiān)進的檢測(cè)設備則可大大(dà)提高檢測的精度(dù)和工作效率。
二、橋(qiáo)梁檢查
橋梁檢查,主要是對(duì)橋梁技術狀況的調查,即橋梁缺陷和損傷的(de)性質、部位、嚴重程度及發展趨(qū)勢,找出產生缺陷(xiàn)和損傷的主要原因,分析和評價其對橋梁質量和使用承載能力的影響,為(wéi)橋梁維修和加固設計提供可靠的技術數據和依據。
因此,橋梁檢查(chá)是在進(jìn)行橋梁養(yǎng)護(hù)、維(wéi)修與加固之前(qián)必須進行的工作,是決定維修(xiū)與加固(gù)方案是否可行和正確(què)與否的可靠保證(zhèng),也是(shì)橋梁評定、養護、維修與加固工作(zuò)中必不可少的重要組成部分。
按照檢查的範圍、深度、方式和檢查目的的不同,橋梁檢(jiǎn)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
橋梁經常(cháng)檢查包括橋梁(liáng)日常巡查和橋(qiáo)梁定期檢查。
橋梁日常巡查,一般一月一次,由(yóu)路段養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(bǎo)橋梁結構功能正常,發現問題及時采取應對措施,對需要做進一步檢查和維修的橋梁寫出(chū)報告。暴風雨和洪(hóng)水過後,對橋梁要加大檢查頻率。
橋梁(liáng)定期(qī)檢查,周期大約是每3~5年一次。其目的是(shì)定期采集橋梁結構技術狀態的(de)動態(tài)數據,列入橋梁(liáng)養護管理係統,為評定橋(qiáo)梁使(shǐ)用功能(néng)、製定具體橋梁維修計劃提供基本數據。定期(qī)檢查(chá)通常由具(jù)有一定檢查經驗並受過專門橋梁檢查(chá)培訓、熟悉橋梁設計、施工等方麵(miàn)知識的(de)養護工程師負責組織(zhī)實施(shī)。
盡(jìn)管橋梁經常檢查也使用(yòng)簡單工具或儀器進行檢測,但主要是以目測橋梁外觀的檢查為主,檢查結(jié)果的評定也大多是(shì)基於表麵現象和經驗。
這(zhè)兩類檢查主要由橋梁管理部門進(jìn)行。
2.橋梁特殊檢查(橋梁結構檢測)
橋梁特殊檢(jiǎn)查,是在橋梁經常(cháng)檢查的基(jī)礎上(shàng),進一步準確確(què)定橋梁技術狀況,由專業技術(shù)人員使用專門檢(jiǎn)測儀器設備,應用無破損檢測(cè)手段對橋(qiáo)梁進行(háng)全麵檢測(cè)、測強和探傷,從(cóng)而找出損(sǔn)壞的原因、程度和範(fàn)圍,分(fèn)析損壞(huài)所造成的(de)後果以及潛在缺(quē)陷可能給橋梁結構帶(dài)來的危險,為評定橋梁的耐久性和(hé)承載能力、確定維修工程的實施方案提供依據。
通常有下(xià)列(liè)四種情況(kuàng)時,需對橋梁進行特殊檢(jiǎn)查(chá):
(1)在橋梁經(jīng)常檢查無法確定(dìng)橋梁病害原因和承載能力時;
(2)在進行橋梁重大維修加固工程(chéng)之前;
(3)在發生重(chóng)大自然(rán)災害(hài)、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)構實際工作狀況時。
橋梁特殊檢查(chá)(橋梁結構檢測)一般由橋梁外觀破損檢查、橋(qiáo)梁結構和材料(liào)檢測以(yǐ)及橋梁荷載試驗三部分組成。
三、橋梁檢測工作(zuò)程序及項目
1.橋梁檢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(liào)、現場勘察以及編製橋梁(liáng)檢測方案四項內容。
第(dì)二階(jiē)段:外業檢測階段。主要是設備安裝和數據采集。
第三階(jiē)段:分析報告階段。即根據外業采集(jí)的數據,進行統計(jì)分析和計算(suàn),並編寫橋(qiáo)檢報告。
對橋(qiáo)梁的檢測要由表及裏、由淺入深(shēn)地進行,才能全麵了解(jiě)和(hé)判斷橋梁的實際工作狀況,為橋梁的日常養護和(hé)加固維(wéi)修(xiū)提供科學的依據。
2.橋梁外業檢測(cè)項目
橋梁(liáng)外業檢測包括橋梁外觀(guān)病害檢查、橋梁結構(gòu)材料檢測和橋(qiáo)梁荷載試(shì)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》(交通部公路所),對橋梁進(jìn)行外觀病害檢查打分,其目的是對橋梁結構的外觀損壞狀況,有一個初步和基本的了解,並根據橋梁損壞狀況打(dǎ)分、評定類別,為下一步橋梁結構材料檢測提供依據。
2.橋(qiáo)梁結構材料檢測
在橋梁外(wài)觀病害檢查的基礎上,對外觀損壞較嚴重的橋梁做進一步的橋梁結構材料檢測(cè),其目的(de)是深入了解橋梁結構材料的工作狀態及潛在的不利影響,並預測發展趨勢,為判斷橋梁耐久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結構鋼筋鏽蝕(shí)情況和混凝土強度檢(jiǎn)測(cè)。
(1)混凝土強度檢測
主要采用回彈法或超聲-回彈法進行。
混凝土強(qiáng)度檢測是通過用回(huí)彈儀檢測混凝土表麵回彈(dàn)值,用超聲儀檢測(cè)混凝土內聲速,再根據混凝土強度(R)與回彈(dàn)值和(hé)超聲波在混凝土中的傳播速度(dù)(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(tàn)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(xiù)蝕檢測
其檢測內容包括鋼筋鏽蝕(shí)電位、混凝土氯離子含量、混凝土(tǔ)電阻率(lǜ)以及混(hún)凝土碳化深度。
鋼(gāng)筋鏽蝕檢測(cè)是通(tōng)過對鋼(gāng)筋所處環境(jìng)情況(如混(hún)凝土中氯(lǜ)離子含量、混凝土電(diàn)阻率和碳化深(shēn)度等)和鋼筋本身(shēn)自然電位的檢測結果,綜合評定橋(qiáo)梁結構中鋼筋鏽蝕狀(zhuàng)況。其(qí)同樣是評定橋梁結構的重要參數。
(3)鋼筋分布及混(hún)凝土保護層厚度檢測
結構材(cái)料的(de)檢測,是(shì)用各種專用儀器設備,對橋梁(liáng)結構的(de)鋼筋(jīn)和混凝土材料,進行(háng)現場采樣、記錄檢測數據,再依據橋梁結構材料檢(jiǎn)測評定標準及橋梁結構材料的工作狀態進行評定,同時對其原因進(jìn)行(háng)初步分析。
3.橋梁荷載試驗(動靜載試驗)
在對橋梁進行(háng)了(le)外觀病(bìng)害檢查和結構(gòu)材料檢測之後,根(gēn)據檢測結果,對破損(sǔn)嚴重、結(jié)構材料狀況差(chà)的橋(qiáo)梁進行橋梁荷載試驗。其目的是通過對(duì)橋梁按設計荷(hé)載直接加載,測試橋梁在最不利荷(hé)載(zǎi)作用下的實(shí)際(jì)響應,以進一步分析和了解橋梁的(de)工作狀態,從而判斷橋梁結構的實際承載能(néng)力(lì)。
通過動載試驗可測定橋梁結構動力(lì)特性參數和在動力荷載作用下的強(qiáng)迫振動(dòng)響應,確定橋梁在車輛荷(hé)載作用下的動力效應及使用條(tiáo)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,通過對橋梁實際加載(zǎi),檢測橋梁最不利截麵的變形和受力狀態,從而推斷橋梁結構在(zài)荷載作用下的實(shí)際工作狀態和使用承載能力。
橋梁荷載(zǎi)試驗的方法,是在橋梁結構主要控(kòng)製截麵安裝(zhuāng)各種傳感(gǎn)器(qì),在規定荷載作用下,通過儀器記(jì)錄橋梁受力和變形數(shù)據。
橋梁荷載試驗的實施分四個階(jiē)段:方案設計階段、試驗準備階(jiē)段、加載試驗階段和分(fèn)析報(bào)告階段。其內容為(wéi):
(1)方案設計階段:通(tōng)過資料分析和現場勘察,編寫出詳細(xì)的橋梁試驗檢測方案,明確試驗目的和(hé)具體試驗內容,以指導橋檢。
(2)試(shì)驗(yàn)準備階(jiē)段:現場安裝各種(zhǒng)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:數據(jù)統計、計算(suàn)和分(fèn)析,編寫橋(qiáo)檢報告。
四、橋(qiáo)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
根據橋梁結構材料的檢測(cè)結果,對橋梁結構材料的現行狀況進行分(fèn)析,並(bìng)給出明確的評定。其重點是(shì)混凝土強度、鋼(gāng)筋鏽(xiù)蝕(shí)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,對橋梁的現行承載力進行評定,給出明確的結論並分(fèn)類。
3.對橋梁工作狀態的預測和建議
通過(guò)對橋梁現狀檢測(cè)結果的分析,對橋(qiáo)梁今後工作狀態進行預測,指出可能的發展趨(qū)勢,為今後橋梁養護提供(gòng)建(jiàn)議。
五、橋梁檢測數據采集
橋梁檢測(cè)數據,既是外業試驗檢測的結果,也是分析報告的依據。檢測采集數據(jù)的準確與否,直接影響著橋檢的質量。
為保證橋(qiáo)檢數據采集的可靠性,必須作到(dào)以下五個方麵:
1.編製好橋檢方案,正(zhèng)確選取檢測橋孔和檢測斷(duàn)麵;
2.使用(yòng)檢定合格的檢測儀器;
3.按(àn)操作規程正確使用(yòng)橋檢儀器設(shè)備;
4.要嚴(yán)格按照操作規程安(ān)裝各(gè)種傳感(gǎn)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(qíng)況。
在實施橋梁(liáng)檢測時要注意以下問題:
1.檢測抽樣
其包括試驗檢測橋(qiáo)孔、試驗斷麵的選定及檢測抽樣(yàng)數量。試驗檢測橋孔(kǒng)要(yào)選取全橋有代表性的橋跨(kuà),如橋梁外觀破損較重(chóng)及結構(gòu)病害具有代表性的橋跨。荷載試驗斷麵一般選取橋梁結構主要受力(lì)控製斷麵,如跨中、支點(diǎn)、1/4跨等部位。在進行橋梁結構材料檢測時,應選取(qǔ)鋼筋鏽蝕較重、混凝土滲(shèn)水腐蝕較重,具有(yǒu)代表(biǎo)性和普遍(biàn)性的部位進行抽樣檢測,檢測抽樣數量要按(àn)照各檢測項目的抽樣(yàng)頻率進行。
2.傳(chuán)感器
橋(qiáo)檢數據是通過安裝在橋梁結構各部位的傳感器(qì)采集的,因此傳(chuán)感器質量的好壞直接影(yǐng)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(zhí)接影響著橋檢數據的質量,因此傳感器要嚴(yán)格按照橋檢方案確(què)定的位置放線(xiàn)安裝,並(bìng)嚴格按照操作規程(chéng)和要求進行作業。如粘貼應變片時(shí),混凝土底麵的平整(zhěng)和粘貼質量、絕緣電阻等都十分關鍵(jiàn),打磨底麵、打底膠、貼(tiē)片(piàn)、量阻值、封(fēng)膠等步驟必須逐步(bù)進行,絕不能圖省事、省力而湊合。
3.儀器
試驗檢測使用(yòng)的儀器設備必須經(jīng)檢定合格才可使用(yòng)。
4.信號(hào)線
所有試驗用的信號電纜線,都必須編排線纜號,並按線纜阻值分組使用。
5.加載車
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;動載試驗時車速要準確、穩定。
6.放線
進行靜載(zǎi)試驗時(shí)橋麵加載位置的劃線,一(yī)定要準確無誤。
7.動靜載試驗的數據采集
對橋梁(liáng)動靜載試驗中出現的極值或(huò)異常值必須(xū)特別關注,對卸載(zǎi)後的橋梁結構恢複數據也不能忽視,因為它能反映出橋梁結構的彈性工作狀態(tài),所以應保證穩定(dìng)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(cǎi)集,一定要“穩定第一”。此外,在加載試驗時,為防(fáng)止數據不穩、漂移,應(yīng)進行預(yù)加載,等結構變形穩定後(hòu)記錄完數據,再進行下一(yī)道工序,以確保橋檢數據采集質量。
8.環(huán)境影響
橋梁動靜載試驗(yàn)檢測要注意試驗環境影響(xiǎng)因素,如荷載試驗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,若實在無法避開,要做詳細記錄,數(shù)據處理時(shí)要注意(yì)剔除。靜(jìng)載試(shì)驗要求環境溫度變化要小,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)同時測量(liàng),針(zhēn)對不同的結構型式(shì)采用不同的儀器組合,可取得很好的效果。如在橋梁撓度檢測過(guò)程中(zhōng),可根據橋梁(liáng)實際情況(kuàng),分別采(cǎi)用連通管、電測位移計和光電撓度計三種測量方(fāng)法。通過實(shí)踐對比,我(wǒ)們感到電測位移計精(jīng)度高,但安裝比較麻煩;連通管簡單、便捷,適合橋下淨空高、水深無法支(zhī)架的橋梁;光電撓度(dù)計可用於靜動載(zǎi)試驗,但測點布置會受到一定限製。
六、橋檢費用(yòng)
橋(qiáo)檢費用主要包括橋梁檢測費用和橋梁檢測配合費用兩部分。
1.橋梁檢測(cè)費用
其包括檢測人員工資(zī)、儀器設備使用費、各種配件材料費、檢測工(gōng)作用車費、儀(yí)器檢定(dìng)費、谘詢費、通訊費(fèi)、保險費和方案報告編製費等,約占總費用的70%。
2.橋梁檢測配合費用
其包括民工費用、檢測腳手架費、水(shuǐ)電費、交通配合費、加載車費和安全設施費等,約占總費(fèi)用的(de)30%。
由於每座橋的(de)大小以及檢測(cè)環境各不(bú)相同,檢測項目也不同,因此檢測方案應依據每座橋的檢測要求和檢測條件單獨編製。
七、幾點建議
1.建立橋梁動態管理數據庫
實行橋(qiáo)梁動態數據管理,建立規範的橋梁檢查工作製度,根據道路等級製定檢測計劃,每5年對全部橋梁檢查一遍,將檢測數據結果存入數據庫,以(yǐ)隨時掌握橋梁實際工作狀況。
2.用(yòng)數(shù)據支持橋梁(liáng)大修方案
對所有計劃大修工程的橋梁,在(zài)製定大修方案前必須進(jìn)行橋梁結構檢測(cè),根(gēn)據檢測數據結果科學編製大修方(fāng)案,避免盲目性。
3.加大橋梁檢測的投入
通過橋梁檢測工作實踐,使我感到應加大對橋(qiáo)梁檢測的投入,不但是資金投入,而(ér)且從科技上也要加大投入。要盡可能采用先進的儀器設備、橋(qiáo)梁數據分析軟件(jiàn),不斷提高橋梁管理水平。
4.建立專業橋梁檢測隊伍(wǔ)
橋梁檢測是(shì)一項專業性強、技術含量高、責任重的工作,因此對橋檢人員素質要求較高,既要(yào)有專業理論知識,又要能實際操作,既要能(néng)吃苦,更要有責任心(xīn)。所以要建立專業橋梁檢測隊伍(wǔ),以確保橋梁檢測數據的準確性。
八、結語
總之,隨著社會經濟的不斷(duàn)發展,交通量的迅猛增加,尤其是車輛(liàng)軸載的增大,對橋(qiáo)梁的要求越來(lái)越高(gāo),對橋梁的(de)損害也越來越大,因(yīn)此隻有采用科(kē)學的管理手段和(hé)方法(fǎ),才能保證橋梁的安全。