淺談橋梁檢測的內(nèi)容及檢測方法
2015-09-22
1橋梁檢測的意義
橋梁在長期的使用過程中難免會發(fā)生各種結構損傷，橋梁檢測就是要根據(jù)實際情況對橋梁進行評估，它主要有以下兩個重要意義：
一是通過對橋梁的使用狀況、缺陷及損傷進行全面、細致、深入的現(xiàn)場檢測，明確缺陷和損傷的性質(zhì)、部位、嚴重程度及發(fā)展趨勢，尋找缺陷及損傷產(chǎn)生的原因，以便分析、評價缺陷及損傷對橋梁使用性能和承載力的影響，為橋梁維護、加固基改造設計提供及時、有針對性的第一手資料。
二是通過對橋梁的全面檢測，系統(tǒng)地收集當前橋梁技術數(shù)據(jù)，積累技術資料，為充實橋梁數(shù)據(jù)庫、加強橋梁科學管理和提高橋梁技術水平提供必要條件；通過合理設計檢測的方法，輔以布設長期監(jiān)測設備，逐步建立橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)，確保橋梁長期安全運營，以發(fā)揮其最佳經(jīng)濟效益和社會效益。
2.橋梁檢測依據(jù)
橋梁檢測主要依據(jù)中華人民共和國國家、交通部及建設部等頒發(fā)的標準和規(guī)范進行，有關的技術標準各規(guī)范如下：
(1)《公路工程質(zhì)量鑒定辦法》交公路發(fā)446號；
(2)《公路養(yǎng)護技術規(guī)范)(JTJ73-96)；
(3)《公路工程技術標準》(JTGB01-2003)；
(4)《公路舊橋承載力鑒定方法(試行)橋梁設計準則》(CJJ11-93)；
(5)《城市橋梁設計荷載標準》(CJJ77-98)JTJ073。
3 橋梁檢測種類
橋梁檢測的種類分為經(jīng)常性檢測、定期檢測和特殊檢測三種。經(jīng)常性檢測是指路段檢查人或橋梁養(yǎng)護人員在各種天氣情況下對橋梁進行觀察，目的是確保橋梁結構功能正常，使結構能得到及時的養(yǎng)護和緊急處治，對一些重大問題作出報告。定期檢測是依靠富有經(jīng)驗的專職橋梁檢查工程師，以目視觀察為主，輔以必要的工具、常規(guī)測量儀器、照相機和其他器材等手段，實地判斷病害原因，作出質(zhì)量狀況評分，并估計需要維修的范圍及方法，或提出限制交通的建議，是對橋梁結構的質(zhì)量狀況進行定期跟蹤的全面檢查。特殊檢測是因各種特殊原因由專家們依據(jù)一定的物理、化學無破損檢驗手段對橋梁進行的全面察看、測強和測缺，旨在找出損壞的明確原因、程度和范圍，分析損壞所造成的后果以及潛在缺陷可能給結構帶來的危險。
4 橋梁檢測的內(nèi)容
4.1檢測要點
橋梁檢測通?？梢愿鶕?jù)橋型確定調(diào)查的要點，如梁橋的檢查要點有：跨中部位的裂縫、撓度；端部的斜裂縫；主梁連接部位的狀況；構件的外觀質(zhì)量等等。拱橋的檢查要點有：拱圈拱頂裂縫、墩的位移等，通過外觀的檢查可以分析判斷橋梁病害產(chǎn)生的原因。
4.2檢測內(nèi)容
橋梁從總體上可以分為上部結構、下部結構、附屬結構。上部結構在梁式橋中主要是指主梁；下部結構包括橋墩、橋臺、基礎與承臺、樁等；附屬結構有橋面鋪裝、欄桿、伸縮縫等。每個部位都有其自己的受力特征，病害也有一些共性，如果出現(xiàn)的不是常規(guī)病害，應當仔細研究找出病因。
橋梁上部結構檢測內(nèi)容包括空心板梁體混凝土強度、空心板梁體混凝土碳化深度和梁體裂縫狀況及分布規(guī)律等。橋梁下部結構檢測內(nèi)容包括敦臺裂縫狀況及分布規(guī)律和框架橋墩的風化、剝落、開裂、錯位、下沉及水平位移或轉(zhuǎn)動等情況。橋面系檢測內(nèi)容包括橋面鋪裝、人行道、欄桿、排水設施及伸縮縫等。主要從以下幾個方面進行檢查：蟠面鋪裝有無裂縫、剝落、洼地積水、坑穴、波浪和鼓包；人行道及緣石有無剝落、破損；欄桿系有無撞擊損壞、松動、開裂、下?lián)稀⑸瞎?、歪斜及構件混凝土開裂；衙面排水設施有無破損、堵塞和漏水；伸縮縫有無破損，其功能是否正常等等。 橋梁支座檢測內(nèi)容包括支座功能是否完好、組件是否完整與清潔；底座、梁底、輥軸混凝土是否碎裂；座板、齒板有無脫焊；有無斷裂、錯位和脫空現(xiàn)象；橡膠支座的是否老化、變形、失效等等。
4.3檢測步驟
首先是橋梁調(diào)查與檢算，要是資料收集。資料收集涉及的細節(jié)很多，如設計資料里面有計算書、設計圖紙、修改圖紙以及地質(zhì)資料等等；施工資料里面包括各個階段的竣工圖紙、竣工說明書、材料試驗資料及施工記錄、竣工驗收資料等等；其他養(yǎng)護、維修資料則包括歷史上通過的特種車輛、交通量狀況、養(yǎng)護維修的資料等。
其次是承載力檢算。當對橋梁的整體特性進行了一些了解之后，還應當做一些必要的驗算工作。驗算的原則是有關技術規(guī)范，但需注意的是，有些具體的參數(shù)應當以實際橋梁為準，該折減的要進行折減，必要的時候還應當考慮某些有利因素。通過驗算，我們可以判斷出橋梁結構的安全承載能力是否滿足設計要求，評價橋梁的施工質(zhì)量和營運條件。而對于舊橋，可以挖掘其承載潛能，并可以對不能滿足要求的現(xiàn)役橋梁作出加固或重修建議。
5 橋梁檢測的方法
5.1回彈檢測法。回彈法是使用回彈儀來檢測混凝土抗壓強度的方法?；貜梼x是一種機械式的無損檢驗儀器，由于混凝土的抗壓強度與其表面硬度之間存在一定的關系，而回彈儀的彈擊錘被一定的彈力打擊在混凝土表面上，其回彈高度（通過回彈儀讀得回彈值）與混凝土表面硬度也成一定的比例關系。用回彈法檢測混凝土抗壓強度的設備簡單、操作方便、測試迅速，故在現(xiàn)場直接測定中使用較多。
5.2動力試驗法。橋梁檢測動載試驗是動力測定評價方法的基本測試項目，內(nèi)容主要是結構動力特性和動載響應的試驗與分析，量測的主要部位是結構動力效應最大構件的動應力及動變形的控制截面。一般來說，檢測項目主要包括橋梁動力特性模態(tài)參數(shù)測試(頻率、振形、阻尼比)和橋梁動力響應測試(動撓度、動應力、加速度、沖擊系數(shù))。橋梁固有頻率的測定結構比較簡單的，只需結構的一階頻率，結構比較復雜的動力分析，還應考慮第二、第三及更高階的頻率。橋梁固有頻率可以直接通過測試系統(tǒng)實測記錄的功率譜圖上的峰值、時域歷程曲線或其自相關圖上確定。由基頻還可以推算承重結構的動剛度。
沖擊系數(shù)的測試通常采用測定結構動應變或動撓度的方法。測試前，在梁的跨中(或最大變位、應變處)布置電阻應變片式的位移計或應變計，并通過動態(tài)應變儀與電腦相接。試驗時，由加載車輛以某一速度從測點駛過，記錄其輸出應變隨時間變化的實時信號。一般情況下，應測試記錄多種車速下的輸出應變結果，以作分析比較。一般來講，橋梁在跨徑L為30—70m時，車輛與橋梁的自振頻率較接近，易產(chǎn)生共振，在單臺車作用下的沖擊系數(shù)特別大；沖擊系數(shù)隨阻尼比的減小而增大，阻尼比越小，沖擊系數(shù)受橋梁的影響越明顯，預應力混凝土梁橋的沖擊系數(shù)大于同等跨徑的鋼筋混凝土梁橋，這些在測試中需注意，以便更好地分析沖擊系數(shù)的測試結果。事實上，實測汽車沖擊系數(shù)除了與結構本身有關，還與試驗車輛的性質(zhì)、路面平整度、車速有一定關系。車輛荷載本身是一個帶有質(zhì)量的振動系統(tǒng)，當它在橋上行駛時，與橋產(chǎn)生車、橋耦合振動。由于車輛動力特性的復雜性，以及橋梁阻尼的離散性和橋面不平整的隨機性，同一座橋梁多次不同的試驗，測得的沖擊系數(shù)也不盡相同。
5.3荷載試驗。橋梁動力荷載試驗是指采用動力荷載如行駛的汽車荷載或其他動力荷載作用于橋梁結構上，以測出結構的動力特性，從而判斷出橋梁結構在動力荷載下受沖擊和振動影響的試驗。通常采用車輛加載方式，測定梁的應變、撓度和裂縫，根據(jù)試驗結果與理淪計算值的對比分析，來判斷橋梁的實際承載能力。這種荷載試驗是非破壞性的，根據(jù)試驗荷載的作用性質(zhì)，通常分為靜載試驗和動載試驗，前者反映橋梁在靜載作用下的結構工作性能，后者反映橋梁結構的動力性能靜載試驗。靜力荷載試驗是將靜止的荷載作用于橋梁上的指定位置．以便能夠測試出結構的靜應變．靜位移以及裂縫等．從而推斷橋梁結構在荷載作用下的工作狀態(tài)和使用能力的試驗。一般進行的分析評定工作主要包括對結構工作狀況的評定、結構的強度及穩(wěn)定性、地基與基礎、結構的剛度要求、裂縫等。
6 結束語
橋梁檢測是一項要求相當細致的工作，橋梁檢測的方法很多，檢測人員不僅要有豐富的實際現(xiàn)場經(jīng)驗，同時還要有堅實的理論基礎作為指導。只有把理論和實際充分結合起來，再加上指揮者與各試驗人員之間的默契配合，才能做好檢測工作并取得滿意的數(shù)據(jù)，做出準確的評估。
