橋梁工程檢測---工作程序及項(xiàng)目
1橋梁工程技術(shù)檢測工作程序主要分三個(gè)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(xiàng)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(bào)告階段。即根據(jù)外業(yè)采集的數(shù)據(jù)，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和計(jì)算，并編寫橋檢報(bào)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(shí)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(xiàng)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(yàn)。
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(gè)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(diǎn)是橋梁結(jié)構(gòu)鋼筋銹蝕情況和混凝土強(qiáng)度檢測
(1)混凝土強(qiáng)度檢測
主要采用回彈法或超聲-回彈法進(jìn)行。
混凝土強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)度。采用回彈法時(shí)，要考慮碳化深度的影響。混凝土強(qiáng)度是進(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(shí)對其原因進(jìn)行初步分析。
3）橋梁荷載試驗(yàn)(動靜載試驗(yàn))
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(yàn)。其目的是通過對橋梁按設(shè)計(jì)荷載直接加載，測試橋梁在最不利荷載作用下的實(shí)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(shí)際承載能力。
通過動載試驗(yàn)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(qiáng)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(yàn)則根據(jù)不同橋型、不同設(shè)計(jì)荷載，按等效原則設(shè)計(jì)不同的加載工況，通過對橋梁實(shí)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(shí)際工作狀態(tài)和使用承載能力。
橋梁荷載試驗(yàn)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(shí)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(qiáng)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(yàn)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(qiáng)度檢測技術(shù)
在工程實(shí)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(qiáng)度值，如對施工質(zhì)量有懷疑、對施工過程、構(gòu)件強(qiáng)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(shí)。因此，混凝土強(qiáng)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(qiáng)度指標(biāo)由超聲波速、回彈值兩項(xiàng)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(qiáng)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(shí)踐應(yīng)用和混凝土強(qiáng)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(shí)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(shí)相關(guān)規(guī)程、規(guī)范有必要及時(shí)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(qiáng)度變化的多項(xiàng)理論參數(shù)進(jìn)一步研究。
這兩種混凝土強(qiáng)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(shí)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(qiáng)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(qiáng)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(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，無論在理論中還是實(shí)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(fèi)大量的時(shí)間和費(fèi)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(shí)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(shí)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(diǎn)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(cái)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(yàn)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(shí)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(shí)方法簡單，易學(xué)易用。但它的缺點(diǎn)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(jì)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(xiàng)較為重要指標(biāo)，但現(xiàn)階段我們在實(shí)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(yàn)證，檢測中必要時(shí)可以將多項(xiàng)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(yàn)滲透法可能會使得這項(xiàng)檢測內(nèi)容由定性化向定量化發(fā)展，得到真正的實(shí)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(yàn)檢測
橋梁的荷載試驗(yàn)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(yàn)，因?yàn)樗谠O(shè)計(jì)和施工質(zhì)量的檢驗(yàn)，判斷承載力、驗(yàn)證設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法等方面更為準(zhǔn)確和可靠。
1、技術(shù)原理
靜荷載試驗(yàn)基本原理就是在不同的橋梁荷載組合方式下，驗(yàn)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(yàn)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(qiáng)度儲備等給予判定。
而在試驗(yàn)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(jì)、晶振式應(yīng)變計(jì)、光纖式應(yīng)變計(jì)到無線應(yīng)變計(jì)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(yàn)是橋梁安全評定的重要技術(shù)手段，它是一項(xiàng)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(yàn)影響考慮不足，不同的結(jié)構(gòu)組合在有限元法的計(jì)算中可能有一定的偏差，特殊的橋梁設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)或關(guān)鍵部件可能對靜載試驗(yàn)帶來影響及試驗(yàn)可能需較長時(shí)間的封閉交通等等。
