城市橋梁檢查與結(jié)構(gòu)檢測(cè)
2015-04-02
一、前言
隨著近年來的交通量日益增加，國內(nèi)由于橋梁引起的安全事故很多，給人們的出行安全帶來困擾，同時(shí)帶來經(jīng)濟(jì)損失。由于橋梁的投資很大、設(shè)計(jì)使用壽命長(zhǎng)，因此其使用的安全性對(duì)國民經(jīng)濟(jì)起著舉足輕重的作用。正常的橋梁在施工后，由于車輛碾壓及車輛載重量的不斷增加，環(huán)境載荷作用、疲勞效應(yīng)、腐蝕效應(yīng)和材料老化等不利因素也會(huì)對(duì)橋梁的承載力進(jìn)行破壞，橋梁結(jié)構(gòu)將逐漸的老化、損傷積累，甚至導(dǎo)致突發(fā)事故。因此，我們要對(duì)橋梁進(jìn)行檢查和檢測(cè)，對(duì)檢測(cè)結(jié)果做出科學(xué)的評(píng)定。采取有力措施避免交通安全隱患，提高公路通行能力。
二、城市橋梁檢查的主要內(nèi)容
1、城市橋梁檢查的內(nèi)容
1）上部構(gòu)造的檢查：橋梁定期檢查中橋面鋪裝類型主要為瀝青混凝土面層,常見主要病害有:輕微裂縫(發(fā)狀或條狀)、嚴(yán)重裂縫(龜裂,縱、橫裂縫)、坑槽、車轍、壅包、磨光和起皮等。此外,瀝青橋面鋪裝應(yīng)保證足夠的平整度表面構(gòu)造深度,過分光滑雨天易使車輛打滑。橋面排水設(shè)施不良,除設(shè)計(jì)上可能考慮不周外,主要是排水設(shè)施本身被破壞以及塵土、樹葉、淤泥等堵塞排水設(shè)施,以致不能正常排水。橋面積水往往會(huì)通過瀝青面層下滲在橋面鋪裝形成積水,造成瀝青面層的早期破壞以及因橋面鋪裝裂縫等缺陷,進(jìn)一步影響橋梁主要承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐久性能。防撞護(hù)欄的檢查主要檢查防撞護(hù)欄本身有無撞壞、斷裂、錯(cuò)位、缺件、剝落等,鋼扶手有無變形、銹蝕現(xiàn)象。高速公路橋梁的橋面系狀況直接與行車、行人的安全和適用性能有關(guān),同時(shí)橋面系中存在的缺陷也會(huì)促使橋梁主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件工作性能的惡化,因此對(duì)它的外觀檢查還得與橋下的檢查緊密結(jié)合起來,才能取得較好的效果。
(2）下部構(gòu)造的檢查：包括基礎(chǔ)是否發(fā)生移動(dòng)、下沉，墩臺(tái)身、蓋梁、系梁的缺陷情況，河床的沖刷程度。其他部位及附屬設(shè)施的檢查：支座位置是否正確、受力是否均勻、變形是否不正常。
三、城市橋梁結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)
為了保證橋梁的安全運(yùn)營和盡可能處于長(zhǎng)期安全使用年限,應(yīng)對(duì)橋梁進(jìn)行檢測(cè),而且應(yīng)定期進(jìn)行所謂全面的檢查，就是對(duì)橋梁的引路、周邊環(huán)境、地基下部結(jié)構(gòu)、上部結(jié)構(gòu)、橋面(包括橋面鋪裝層、伸縮縫、人行道、欄桿、防撞設(shè)施、排水設(shè)施、照明及防雷設(shè)施)、支座等作全面查看、量測(cè)。其主要方法有：
1、橋梁結(jié)構(gòu)材料檢測(cè)
在橋梁外觀病害檢查的基礎(chǔ)上，對(duì)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(cè)，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(cè)發(fā)展趨勢(shì)，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(cè)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(cè)。
1）混凝土強(qiáng)度檢測(cè)主要采用回彈法或超聲法進(jìn)行。混凝土強(qiáng)度檢測(cè)是通過用回彈儀檢測(cè)混凝土表面回彈值，用超聲儀檢測(cè)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?；炷翉?qiáng)度是進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)評(píng)定的重要指標(biāo)。2)鋼筋銹蝕檢測(cè)；其檢測(cè)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(cè)是通過對(duì)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(cè)結(jié)果，綜合評(píng)定橋梁結(jié)構(gòu)中鋼筋銹蝕狀況。其同樣是評(píng)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(cè)，是用各種專用儀器設(shè)備，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的鋼筋和混凝土材料，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)采樣、記錄檢測(cè)數(shù)據(jù)，再依據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)材料檢測(cè)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)及橋梁結(jié)構(gòu)材料的工作狀態(tài)進(jìn)行評(píng)定，同時(shí)對(duì)其原因進(jìn)行初步分析。
2、靜態(tài)檢測(cè)方法
橋梁靜載試驗(yàn)是鑒定其結(jié)構(gòu)性能的重要手段，也是檢驗(yàn)梁體抗裂性及撓度的常規(guī)方法。對(duì)橋梁進(jìn)行靜載試驗(yàn)可測(cè)量出與橋梁結(jié)構(gòu)性能有關(guān)的變形、撓度、應(yīng)變、裂縫等主要參數(shù)，從而分析得出結(jié)構(gòu)的承載力、剛度及抗裂性能，據(jù)此判斷橋梁的承載能力。橋梁靜載試驗(yàn)具體測(cè)定內(nèi)容:1)靜應(yīng)變測(cè)量。測(cè)試結(jié)構(gòu)的靜態(tài)應(yīng)變量，從而推算出結(jié)構(gòu)截面的應(yīng)力分布、桿件的實(shí)際內(nèi)力與次應(yīng)力、混凝土和鋼筋共同作用情況等;2)靜位移測(cè)量。測(cè)量豎向靜態(tài)位移量(梁的撓度)、水平靜態(tài)位移量(梁活動(dòng)端位移及墩頂位移等)。由實(shí)測(cè)到的應(yīng)變和位移可以推算出有關(guān)的內(nèi)力(如軸力和彎矩)值和撓度值等。將它們與理論計(jì)算值進(jìn)行對(duì)比，是判定橋梁結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)的一個(gè)重要標(biāo)志。
3、動(dòng)態(tài)檢測(cè)方法
橋梁結(jié)構(gòu)除了承受本身自重和各種附加恒載以外，還要承受交通荷載以及受到風(fēng)載、氣候等種種復(fù)雜因素的影響，故對(duì)橋梁進(jìn)行動(dòng)載試驗(yàn)是十分必要的。荷載試驗(yàn)不僅可以測(cè)定新建橋梁的動(dòng)力特性(頻率、振型和阻尼比)、評(píng)定現(xiàn)有橋梁的運(yùn)營等級(jí)(承載能力)，還可以進(jìn)行橋梁健康監(jiān)測(cè)與狀態(tài)評(píng)估、模擬地震試驗(yàn)和橋上荷載識(shí)別、抗風(fēng)試驗(yàn)與疲勞試驗(yàn)。動(dòng)荷載試驗(yàn)的目的在于研究橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力性能，該性能是判斷橋梁運(yùn)營狀況和承載能力的重要標(biāo)志之一。結(jié)構(gòu)損傷的發(fā)生必然導(dǎo)致結(jié)構(gòu)參數(shù)(剛度、阻尼和內(nèi)力分布)的改變。如果恰當(dāng)?shù)毓烙?jì)出這些變化，就能給結(jié)構(gòu)損傷狀態(tài)的評(píng)估提供一個(gè)量化的方法，振動(dòng)模態(tài)通?？捎贸Ｒ?guī)的試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析測(cè)試方法得到。在橋梁的不同位置布設(shè)測(cè)點(diǎn)，通過結(jié)構(gòu)損傷前后的記錄信息可提取出橋梁振動(dòng)模態(tài)特性參數(shù)的變化，以此來確定結(jié)構(gòu)損傷發(fā)生的位置、大小及結(jié)構(gòu)損傷類型。目前比較得到認(rèn)同的是結(jié)合系統(tǒng)識(shí)別、振動(dòng)理論、振動(dòng)測(cè)試技術(shù)、信號(hào)采集與分析等綜合技術(shù)的試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析法。
四、結(jié)束語
總之，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展， 交通量的迅猛增加，尤其是車輛軸載的增大，對(duì)橋梁的要求越來越高， 對(duì)橋梁的損害也越來越大，因此只有采用科學(xué)的管理手段和方法，才能做好檢測(cè)工作并取得滿意的數(shù)據(jù),也只有這樣才有可能做出準(zhǔn)確的評(píng)估。保證橋梁的安全。
