橋梁工程檢測---工作程序及項目

1橋梁工程技術(shù)檢測工作程序主要分三個階段：

第一階段：準(zhǔn)備階段。其包括接受委托、收集資料、現(xiàn)場勘察以及編制橋梁檢測方案四項內(nèi)容。

第二階段：外業(yè)檢測階段。主要是設(shè)備安裝和數(shù)據(jù)采集。

第三階段：分析報告階段。即根據(jù)外業(yè)采集的數(shù)據(jù)，進(jìn)行統(tǒng)計分析和計算，并編寫橋檢報告。

對橋梁的檢測要由表及里、由淺入深地進(jìn)行，才能全面了解和判斷橋梁的實際工作狀況，為橋梁的日常養(yǎng)護(hù)和加固維修提供科學(xué)的依據(jù)。

2橋梁外業(yè)檢測項目

橋梁外業(yè)檢測包括橋梁外觀病害檢查、橋梁結(jié)構(gòu)材料檢測和橋梁荷載試驗。

1）橋梁外觀病害檢查

依據(jù)交通部《公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》(JTJ 073-96)及《公路橋梁定期檢查技術(shù)》(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(jié)構(gòu)的外觀損壞狀況，有一個初步和基本的了解，并根據(jù)橋梁損壞狀況打分、評定類別，為下一步橋梁結(jié)構(gòu)材料檢測提供依據(jù)。

2）橋梁結(jié)構(gòu)材料檢測

在橋梁外觀病害檢查的基礎(chǔ)上，對外觀損壞較嚴(yán)重的橋梁做進(jìn)一步的橋梁結(jié)構(gòu)材料檢測，其目的是深入了解橋梁結(jié)構(gòu)材料的工作狀態(tài)及潛在的不利影響，并預(yù)測發(fā)展趨勢，為判斷橋梁耐久性和可靠性提供技術(shù)依據(jù)。橋梁結(jié)構(gòu)材料檢測的重點是橋梁結(jié)構(gòu)鋼筋銹蝕情況和混凝土強度檢測

(1)混凝土強度檢測

主要采用回彈法或超聲-回彈法進(jìn)行。

混凝土強度檢測是通過用回彈儀檢測混凝土表面回彈值，用超聲儀檢測混凝土內(nèi)聲速，再根據(jù)混凝土強度(R)與回彈值和超聲波在混凝土中的傳播速度(V)之間的相關(guān)關(guān)系，推算混凝土強度。采用回彈法時，要考慮碳化深度的影響?；炷翉姸仁沁M(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)評定的重要指標(biāo)。

(2)鋼筋銹蝕檢測

其檢測內(nèi)容包括鋼筋銹蝕電位、混凝土氯離子含量、混凝土電阻率以及混凝土碳化深度。

鋼筋銹蝕檢測是通過對鋼筋所處環(huán)境情況(如混凝土中氯離子含量、混凝土電阻率和碳化深度等)和鋼筋本身自然電位的檢測結(jié)果，綜合評定橋梁結(jié)構(gòu)中鋼筋銹蝕狀況。其同樣是評定橋梁結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)。

(3)鋼筋分布及混凝土保護(hù)層厚度檢測

結(jié)構(gòu)材料的檢測，是用各種專用儀器設(shè)備，對橋梁結(jié)構(gòu)的鋼筋和混凝土材料，進(jìn)行現(xiàn)場采樣、記錄檢測數(shù)據(jù)，再依據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)材料檢測評定標(biāo)準(zhǔn)及橋梁結(jié)構(gòu)材料的工作狀態(tài)進(jìn)行評定，同時對其原因進(jìn)行初步分析。

3）橋梁荷載試驗(動靜載試驗)

在對橋梁進(jìn)行了外觀病害檢查和結(jié)構(gòu)材料檢測之后，根據(jù)檢測結(jié)果，對破損嚴(yán)重、結(jié)構(gòu)材料狀況差的橋梁進(jìn)行橋梁荷載試驗。其目的是通過對橋梁按設(shè)計荷載直接加載，測試橋梁在最不利荷載作用下的實際響應(yīng)，以進(jìn)一步分析和了解橋梁的工作狀態(tài)，從而判斷橋梁結(jié)構(gòu)的實際承載能力。

通過動載試驗可測定橋梁結(jié)構(gòu)動力特性參數(shù)和在動力荷載作用下的強迫振動響應(yīng)，確定橋梁在車輛荷載作用下的動力效應(yīng)及使用條件。

靜載試驗則根據(jù)不同橋型、不同設(shè)計荷載，按等效原則設(shè)計不同的加載工況，通過對橋梁實際加載，檢測橋梁最不利截面的變形和受力狀態(tài)，從而推斷橋梁結(jié)構(gòu)在荷載作用下的實際工作狀態(tài)和使用承載能力。

橋梁荷載試驗的方法，是在橋梁結(jié)構(gòu)主要控制截面安裝各種傳感器，在規(guī)定荷載作用下，通過儀器記錄橋梁受力和變形數(shù)據(jù)。

介紹橋梁工程檢測關(guān)鍵技術(shù)

橋梁的檢測是保證橋梁正常使用、進(jìn)行維修加固的重要依據(jù)。橋梁檢測的目的在于隨時掌握橋梁的技術(shù)狀況和安全狀況。通過對橋梁的無損檢測 ，對橋梁的損傷情況和程度進(jìn)行診斷，對橋梁的可靠性、耐久性和承載能力進(jìn)行評估。為橋梁的維修、養(yǎng)護(hù)與管理決策提供依據(jù)。

本文對橋梁檢測中混凝土強度檢測、基樁質(zhì)量檢測、混凝土鋼筋銹蝕檢測、橋梁靜荷載試驗檢測四部分的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了概括性的對比、分析、總結(jié)。

一、混凝土強度檢測技術(shù)

在工程實踐中，我們在很多情況下需要利用無損檢測方法推定構(gòu)件混凝土強度值，如對施工質(zhì)量有懷疑、對施工過程、構(gòu)件強度增長的必要的監(jiān)控或?qū)扔袠蛄旱馁Y料無法收集完整時。因此，混凝土強度的無損檢測技術(shù)也成為橋梁檢測技術(shù)中的重要環(huán)節(jié)。

1、檢測原理

回彈法的超聲波檢測儀原理是采用彈擊桿彈擊混凝土表面，以重錘反彈回來的距離作為回彈值，即回彈值是重錘沖擊過程中能量的一種反映。超聲回彈綜合法的原理就是在回彈法檢測基礎(chǔ)上，對混凝土內(nèi)部質(zhì)量用超聲波波速給予測定，它的強度指標(biāo)由超聲波速、回彈值兩項參數(shù)控制，從而使構(gòu)件內(nèi)部、外部質(zhì)量得以全面反映。

2、無損檢測方法

當(dāng)前，混凝土強度測定的無損檢測方法主要有回彈法、超聲法(應(yīng)用較少)、超聲回彈綜合法、射線吸收與散射法等，其它方法如探針法、拉拔、拉脫法、鉆芯法等均屬于半破損、破損法，在此僅對應(yīng)用較多的回彈法和超聲回彈綜合法進(jìn)行分析比較。

3、分析及發(fā)展

結(jié)合實踐應(yīng)用和混凝土強度檢測技術(shù)的發(fā)展，我們有理由相信，在短期內(nèi)無損檢測以實現(xiàn)準(zhǔn)確、快速、涵蓋長齡期檢測目標(biāo)體為主要任務(wù)，同時相關(guān)規(guī)程、規(guī)范有必要及時根據(jù)工程使用材料的特性給予附加、更新。而長期研究目標(biāo)必然是在儀器研究中提高硬件的性能和質(zhì)量，排除相關(guān)干擾因素、對引起強度變化的多項理論參數(shù)進(jìn)一步研究。

這兩種混凝土強度無損檢測方法均屬于工程中最常用、最主要的檢測方法，回彈法在一定程度上更以其簡單實用而被廣泛采用。比較分析兩種方法的檢測結(jié)果，在一定程度上較為接近，即在規(guī)程規(guī)定的齡期內(nèi)不會對構(gòu)件評定產(chǎn)生較大分歧。但是，在應(yīng)用中也發(fā)現(xiàn)，在舊橋工程檢測中，無論是回彈法還是超聲回彈綜合法，因齡期原因，對長齡期混凝土構(gòu)件均難以得到準(zhǔn)確的強度檢測結(jié)果，尤其是針對不易取芯修正的預(yù)應(yīng)力梁強度推定。

二、基樁質(zhì)量檢測

由于樁基礎(chǔ)已經(jīng)成為我國工程建設(shè)的重要基礎(chǔ)形式，為了保證樁基礎(chǔ)的質(zhì)量安全可靠，隱蔽性工程的檢測技術(shù)水平也就至關(guān)重要。但是，樁基的檢測又是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，無論在理論中還是實踐中均存在很多問題尚在進(jìn)一步研究過程中，傳統(tǒng)的靜荷載又需花費大量的時間和費用。在此，僅就基樁動測技術(shù)中聲波透射法、低應(yīng)變法、高應(yīng)變法三種主要方法進(jìn)行分析比較。

1、檢測原理

聲波透射法(CSL)：以能量脈沖的方式沿樁身橫向傳播的波動來檢測樁身完整性。低應(yīng)變法(LsT)：利用低能量的激振力產(chǎn)生縱向振動或沿樁身縱向傳播的波動檢測樁身完整性，包括反射波法和振動法。高應(yīng)變法(HST)：利用高能量的沖擊力產(chǎn)生沿樁身縱向傳播的波動檢測基樁承載力和樁身完整性。可分為凱司法和實測曲線擬合法。

2、分析及發(fā)展

三種基樁檢測方法在公路工程中均較為常用，但在技術(shù)應(yīng)用中也都存在各自的問題，其中，高應(yīng)變法因其影響采集信號的干擾因素較多，對檢測的準(zhǔn)確性影響較大，很難大范圍地推廣應(yīng)用，低應(yīng)變法則具有完整性難以定量化、淺部缺陷不易判定、第二缺陷不易判定、漸變?nèi)毕莶灰着卸ǖ群芏鄦栴}需要解決。

聲波透射法雖只能檢測樁身質(zhì)量，但相對來說是可信度高，操作繁簡程度適中，應(yīng)是更具有發(fā)展前途的檢測手段。因此，樁身完整性檢測提倡更多地采用聲波透射法，而承載力的檢測方法除靜態(tài)荷載法以外，動測法可能需在理論和方法進(jìn)行較長時期的研究或結(jié)合其它測試?yán)碚摲椒?lián)合進(jìn)行才可能有所技術(shù)突破。

3、技術(shù)分析

首先，聲波透射法適用于大直徑灌注樁，目前許多國家對基樁質(zhì)量檢測采用了這種方法。它的設(shè)備使用性能、參數(shù)也得到了不斷提高和改善，數(shù)據(jù)分析軟件功能研發(fā)也得到了極快地發(fā)展。但制約它被國內(nèi)廣泛應(yīng)用的因素是在檢測前需預(yù)埋聲測管，且因準(zhǔn)備工作繁鎖檢測數(shù)量不宜過多，無法檢測基樁承載力。

低應(yīng)變法雖然目前尚只提供樁身完整性檢測指標(biāo)，但它操作簡單，易學(xué)易用，可經(jīng)濟(jì)、快速、大范圍、無損的普檢，在公路工程中得以充分地利用。但它的缺點則是檢測定性分析，難以達(dá)到定量化，且存在一定程度的誤判和不確定性，承載力檢測尚處于不斷完善和研究階段。

高應(yīng)變法則是以節(jié)省人力、物力、財力為目標(biāo)的快速檢測樁基質(zhì)量方法，雖然它可檢測完整性和承載力，但它的檢測準(zhǔn)確度、可靠性，尤其是理論體系研究以及必須與靜態(tài)荷載檢測結(jié)果比較校驗后方可使用等一系列問題使其在檢測推廣中存在一定的局限性。

三、混凝土鋼筋銹蝕檢測

正常情況下，混凝土材料呈弱堿性并使得鋼筋表面形成鈍化膜來保護(hù)鋼筋使用壽命。但是，復(fù)雜的交變荷載作用和材料施工、溫度應(yīng)力等影響，往往在橋梁安全評估時需要進(jìn)行鋼筋銹蝕檢測。

目前，常用的方法分為直接評定法(如線性極化電流測量、半電池電位測量等)和間接評定法(如氯離子含量測量、保護(hù)層測量、透氣性測量、電阻率測量等)，無損檢測中以半電池電位測量和混凝土電阻率測量較為常見。

1、技術(shù)原理

半電池電位測量方法原理為將鋼筋銹蝕儀以硫酸銅溶液為電解液，與鋼筋連接開成通路后，輸入高阻抗，記錄電位差并繪出等位圖，從而判定腐蝕發(fā)生區(qū)域。

它在應(yīng)用時方法簡單，易學(xué)易用。但它的缺點也較多，如只能判定鋼筋發(fā)生銹蝕的可能，不能判定銹蝕速度，對中性化的構(gòu)件可能產(chǎn)生誤判，對水下結(jié)構(gòu)物測試不夠準(zhǔn)確等現(xiàn)象 而混凝土電阻率的測量方法屬間接測量方法的一種，它的原理是根據(jù)銹蝕后的混凝土阻抗變化量來間接推定銹蝕程度， 由于其結(jié)論同數(shù)理統(tǒng)計分析密切相關(guān)，因此建議作為銹蝕檢測參考方法。

2、分析及發(fā)展

鋼筋銹蝕是橋梁安全評估的一項較為重要指標(biāo)，但現(xiàn)階段我們在實際無損檢測工作中還不能夠得到較為準(zhǔn)確的和直接的數(shù)據(jù)，因此多數(shù)情況下配以有損方法的驗證，檢測中必要時可以將多項無損檢測技術(shù)混合使用加以判定。

但在未來的技術(shù)發(fā)展應(yīng)用中，我們認(rèn)為雷達(dá)電磁波法、化學(xué)試驗滲透法可能會使得這項檢測內(nèi)容由定性化向定量化發(fā)展，得到真正的實質(zhì)性的技術(shù)突破，并能快速準(zhǔn)確得出結(jié)論。

四、橋梁靜荷載試驗檢測

橋梁的荷載試驗分為靜載和動載兩種方式，考慮到最能夠直接有效評定橋梁的工作狀態(tài)和應(yīng)用范圍，我們僅探討靜力荷載試驗，因為它在設(shè)計和施工質(zhì)量的檢驗，判斷承載力、驗證設(shè)計理論和設(shè)計方法等方面更為準(zhǔn)確和可靠。

1、技術(shù)原理

靜荷載試驗基本原理就是在不同的橋梁荷載組合方式下，驗證控制截面的應(yīng)變、位移或裂縫，進(jìn)而分析橋梁的承載能力和病害程度，一般情況下以反映橋梁結(jié)構(gòu)的最不利受力狀態(tài)為目標(biāo)，用結(jié)構(gòu)校驗系數(shù)和相對殘余變形等參數(shù)對結(jié)構(gòu)的可靠性、剛度、安全度或強度儲備等給予判定。

而在試驗數(shù)據(jù)的獲取中，也不斷的發(fā)展了各種形式的傳感器技術(shù)，如應(yīng)變的測量從箔式應(yīng)變片、應(yīng)變計、晶振式應(yīng)變計、光纖式應(yīng)變計到無線應(yīng)變計等新技術(shù)，但是結(jié)構(gòu)的性能評定參數(shù)仍然以上述指標(biāo)為主。

2、分析及發(fā)展

可以看出，靜載試驗是橋梁安全評定的重要技術(shù)手段，它是一項復(fù)雜并細(xì)致的工作，技術(shù)含量高，涉及面也相對較廣，需要考慮的各種影響因素多。

目前在國內(nèi)許多科研機(jī)構(gòu)和檢測機(jī)構(gòu)也具備了這種檢測能力，但也可以看出其不足之處，主要為：橋梁病害本身對荷載試驗影響考慮不足，不同的結(jié)構(gòu)組合在有限元法的計算中可能有一定的偏差，特殊的橋梁設(shè)計結(jié)構(gòu)或關(guān)鍵部件可能對靜載試驗帶來影響及試驗可能需較長時間的封閉交通等等。