城市橋梁檢測(cè)與安全維護(hù)探討
2012-12-25 來(lái)源：作者：李文輝 史敏佳 來(lái)源：中國(guó)論文網(wǎng)
1、引言
隨著我國(guó)交通事業(yè)的蓬勃發(fā)展，城市橋梁建筑成功緩解了交通擁擠問(wèn)題，帶動(dòng)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。但隨著橋梁服務(wù)年限的增加，出現(xiàn)的問(wèn)題也日益增多。近年來(lái)出現(xiàn)的橋梁坍塌事故，嚴(yán)重危害了社會(huì)秩序，阻礙了交通事業(yè)的發(fā)展速度。本文針對(duì)上述危害，從橋梁檢測(cè)和養(yǎng)護(hù)、加固角度，對(duì)新橋的檢測(cè)和舊橋的安全維護(hù)進(jìn)行了詳細(xì)的探討，介紹了混凝土橋梁的檢測(cè)、加固、維修方法及加固后的檢測(cè)手段，提出對(duì)橋梁的合理的改造措施，以期最大限度的減少危害帶來(lái)的損失。
2、橋梁檢測(cè)內(nèi)容和方法
橋梁檢測(cè)是通過(guò)對(duì)橋梁的技術(shù)狀況及缺陷和損傷的性質(zhì)、部位、嚴(yán)重程度及發(fā)展趨勢(shì)，搞清出現(xiàn)缺陷和損傷的主要原因，以便能分析和評(píng)價(jià)既存缺陷和損傷對(duì)橋梁質(zhì)量和使用承載能力的影響，并為橋梁維修和加固設(shè)計(jì)提供可靠的技術(shù)數(shù)據(jù)和依據(jù)。橋梁檢測(cè)是維護(hù)其安全的先決條件，包括定期檢查、常性檢查和特殊檢查。通過(guò)三項(xiàng)檢測(cè)及時(shí)解決混凝土橋梁出現(xiàn)的問(wèn)題。一般來(lái)講，橋梁檢測(cè)主要有三大部分：
首先，橋梁的表觀檢查，包括對(duì)橋梁整體與局部構(gòu)造幾何尺寸的測(cè)量、結(jié)構(gòu)病害的檢查與測(cè)量等。針對(duì)不同類型的橋梁，表觀檢查的項(xiàng)目和要求有不同的側(cè)重點(diǎn)。從定量的角度來(lái)反映橋梁結(jié)構(gòu)狀況，這是表觀檢測(cè)要達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，在規(guī)范規(guī)程的約束下，對(duì)橋梁技術(shù)等級(jí)進(jìn)行實(shí)際的評(píng)定，嚴(yán)格遵守規(guī)范手冊(cè)。表觀檢測(cè)需要了解橋梁的相關(guān)內(nèi)容包括橋梁的原結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工工藝及過(guò)程以及橋梁的結(jié)構(gòu)維護(hù)養(yǎng)護(hù)歷史等等。
其次，橋梁結(jié)構(gòu)材料的損害檢測(cè)。此項(xiàng)檢測(cè)是內(nèi)部檢測(cè)，包括完整性和強(qiáng)度檢測(cè)兩部分內(nèi)容。由于結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在的損害是肉眼難以看到的，因此在該項(xiàng)檢測(cè)中，涉及到相應(yīng)檢測(cè)技術(shù)和檢測(cè)儀器的使用。此項(xiàng)檢測(cè)同時(shí)是橋梁檢測(cè)的發(fā)展方向，屬于熱點(diǎn)研究領(lǐng)域。通過(guò)借助測(cè)試儀器設(shè)備及相關(guān)技術(shù)，充分了解橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部的損害程度，及時(shí)控制和加固具有非常重要的作用。橋面板檢測(cè)儀器有雙頻帶紅外線自動(dòng)溫度成像系統(tǒng)和探地雷達(dá)成像系統(tǒng)，激光雷達(dá)和無(wú)線電脈沖轉(zhuǎn)發(fā)器用于整橋測(cè)量，新型超聲波與磁分析儀用于橋梁裂縫的檢測(cè)。
第三，橋梁承載力的檢測(cè)。橋梁承載力的檢測(cè)方法包括分析計(jì)算法、荷載實(shí)驗(yàn)法以及實(shí)物調(diào)查比較法。理論計(jì)算與實(shí)際工程具有一定的差別，其結(jié)果不能直接作為評(píng)判結(jié)果。必須通過(guò)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)折算評(píng)定出橋梁的安全承載能力，再運(yùn)用相似模擬等靜載實(shí)驗(yàn)或者動(dòng)載實(shí)驗(yàn)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)物的工作狀態(tài)進(jìn)行測(cè)試，最后通過(guò)相關(guān)的橋梁檢測(cè)實(shí)際結(jié)構(gòu)對(duì)比分析，結(jié)合由實(shí)際交通情況來(lái)檢驗(yàn)橋梁承載力。
荷載試驗(yàn)分為靜力荷載試驗(yàn)和動(dòng)力荷載試驗(yàn)。靜力荷載試驗(yàn)指的是將靜荷載作用于橋梁上的指定位置，能方便的測(cè)試出結(jié)構(gòu)的靜應(yīng)變、靜位移和裂縫等等，所以推斷橋梁結(jié)構(gòu)在荷載作用下的工作狀態(tài)和使用能力的試驗(yàn)。一般進(jìn)行的分析評(píng)定的工作主要包括對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)工作狀況的評(píng)定、橋梁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度及穩(wěn)定性、地基和基礎(chǔ)、橋梁結(jié)構(gòu)的剛度要求、裂縫等等。混凝土橋梁動(dòng)力荷載試驗(yàn)是指采用動(dòng)荷載，以測(cè)出橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性，如振動(dòng)變形，從而判斷出混凝土橋梁結(jié)構(gòu)在動(dòng)力荷載下受沖擊和振動(dòng)影響的試驗(yàn)。
另外還有一種是橋梁的健康度檢測(cè)。形象化的概念提出，便于理解橋梁的安全程度。健康度檢測(cè)主要包括參數(shù)采集、處理和健康評(píng)定三部分。按照一定的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)用現(xiàn)代傳感與通信技術(shù)，實(shí)時(shí)采集橋梁的各種參數(shù)，通過(guò)特定分析系統(tǒng)對(duì)參數(shù)進(jìn)行識(shí)別、加工和評(píng)價(jià)。
3、橋梁的安全維護(hù)措施
檢測(cè)是為橋梁維護(hù)、加固提供準(zhǔn)確可靠的現(xiàn)場(chǎng)第一手資料。檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性、可靠性取決于檢測(cè)人員本身的專業(yè)技術(shù)水平和重視程度，同時(shí)還有賴于檢測(cè)設(shè)備和工具。
檢測(cè)人員必須具備扎實(shí)的橋梁專業(yè)知識(shí)和一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，檢測(cè)知識(shí)并不是人人一學(xué)就會(huì)的，臨時(shí)拼湊對(duì)橋梁專業(yè)毫無(wú)了解的人員肯定是不能做好檢測(cè)工作的。管理部門存在招聘臨時(shí)工來(lái)進(jìn)行檢測(cè)的現(xiàn)象，對(duì)這方面的認(rèn)識(shí)不足必定會(huì)帶來(lái)檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、可靠性方面的影響。橋梁檢測(cè)的內(nèi)容相當(dāng)專業(yè)和繁冗。例如，對(duì)橋梁進(jìn)行檢測(cè)，需要到了解橋梁的實(shí)際情況，對(duì)橋梁整體做檢測(cè)，還要對(duì)橋梁的各個(gè)部件做檢測(cè)。動(dòng)力檢測(cè)和分析涉及力學(xué)、隨機(jī)振動(dòng)等知識(shí)比較復(fù)雜，不單純的限于數(shù)據(jù)的讀取和存儲(chǔ)。
橋梁檢測(cè)結(jié)果分析以及相應(yīng)的治理措施都比較復(fù)雜，影響因素過(guò)多，這需要成套的技術(shù)來(lái)支持。有些為了實(shí)用和可能而對(duì)問(wèn)題進(jìn)行了必要的簡(jiǎn)化，忽略了一些難以計(jì)及的因素，這就需要實(shí)際的工程經(jīng)驗(yàn)來(lái)支撐，使得橋梁實(shí)際與理論結(jié)果相輔相成，而并不是高度的一致性。這就需要更大精力搜集原始的技術(shù)資料，更多地考慮橋梁的實(shí)際工作條件和狀況。
根據(jù)橋梁檢測(cè)出來(lái)的數(shù)據(jù)結(jié)果，對(duì)橋梁的安全性進(jìn)行評(píng)估、鑒定。評(píng)估內(nèi)容包括以下內(nèi)容：首先是橋梁所處的環(huán)境以及目前的狀態(tài)，獲得混凝土橋梁的養(yǎng)護(hù)維修情況和受災(zāi)害經(jīng)歷等;其次，工作人員要了解所檢測(cè)橋梁的設(shè)計(jì)情況，熟悉橋梁的建筑和結(jié)構(gòu)施工圖，檢測(cè)橋梁結(jié)構(gòu)混凝土材料的性能。建立橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算模型，計(jì)算結(jié)構(gòu)是否滿足承載力以及變形要求，并且通過(guò)靜動(dòng)載試驗(yàn)檢測(cè)在混凝土橋梁荷載的作用下的工作性能。
橋梁檢測(cè)也有賴于檢測(cè)設(shè)備的精度。橋梁檢測(cè)人員可借助大量的工具、儀器以便更準(zhǔn)確、有效和可靠地完成檢測(cè)工作。上述提到表觀檢測(cè)只限于肉眼識(shí)別和測(cè)量。對(duì)于隱蔽部位、關(guān)鍵受力部位損害程度需要相應(yīng)的儀器來(lái)檢測(cè)。儀器的正確使用還是涉及到檢測(cè)人員的專業(yè)性，儀器自身的誤差可以在數(shù)據(jù)結(jié)果中折減，而數(shù)據(jù)的正確讀取取決于檢測(cè)人員的專業(yè)水平，必須加強(qiáng)檢測(cè)人員的專業(yè)技術(shù)水平培養(yǎng)，擁有一支高素質(zhì)的專業(yè)化人才隊(duì)伍，既要有豐富的橋梁實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)，還要有扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)。
當(dāng)所檢測(cè)的混凝土橋梁結(jié)構(gòu)無(wú)法滿足需要的承載能力和通行能力要求時(shí)，就需要相關(guān)工程技術(shù)人員對(duì)混凝土橋梁進(jìn)行維修和加固。常用橋梁加固技術(shù)方案包括四個(gè)方面：①加同臨界桿件;②減輕恒載;③加固混混凝土橋梁的主要承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件;④改善原混凝粉土橋梁結(jié)構(gòu)的受力體系。以上四種安全控制技術(shù)通用于提高混凝土橋梁整體承載能力和通行能力的要求。一些常用可行的橋梁的技術(shù)改造包括：①結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)，須滿足橋梁結(jié)構(gòu)承載力的要求;②橋面加寬，來(lái)滿足橋梁通行能力的要求;③結(jié)構(gòu)受力性能改善，以滿足混凝土橋梁使用要求。
4、結(jié)束語(yǔ)
橋梁檢測(cè)工作是一項(xiàng)復(fù)雜的維護(hù)工作，其特點(diǎn)是涉及面廣、專業(yè)技術(shù)要求高、操作實(shí)施難度大、科技含量高。橋梁檢測(cè)和安全控制要有合格的經(jīng)驗(yàn)豐富的檢測(cè)技術(shù)人員和分析決策人員。在扎實(shí)的理論基礎(chǔ)上，充分結(jié)合橋梁工程實(shí)踐才能對(duì)橋梁作出正確的檢測(cè)和評(píng)估，設(shè)計(jì)出切實(shí)可行的維護(hù)方法，保證橋梁的安全運(yùn)行，延長(zhǎng)橋梁的安全服務(wù)年限。
