隨著經(jīng)濟建設發(fā)展步伐的加快,我國的交通事業(yè)得到了快速發(fā)展。橋梁在我國交通發(fā)展中具有重要地位,加強和重視橋梁定期檢測工作,分析病害產(chǎn)生的原因并提出合理化建議,以確保橋梁的安全運營顯得尤為重要。本文針對橋梁檢測的重要性,橋梁定期檢測報告的主要內容及方法做了一些簡要的介紹
關鍵詞:橋梁 橋梁定期檢測 重要性 內容 方法
1概述
近幾年來,我國國民經(jīng)濟迅速發(fā)展,公路建設項目也逐年增多。我國有一部分省份地理環(huán)境屬于多山多水的地形,其公路上的橋梁建設量也相對多些。而公路橋梁的特征:車流量大和車速都比較快,車輛荷載大,因此對橋梁抨擊力量也相對比較大;很多公路是城市交通的主要樞紐,如果對某一座橋梁進行封閉整治,將會造成公路上嚴重的堵車,使其周圍城市區(qū)域的交通出現(xiàn)中斷。所以橋梁出現(xiàn)的病害我們要及時發(fā)現(xiàn)和快速處理,這樣才會使人民和國家的財產(chǎn)損失降到最低,這就依賴于我們檢測人員對這些橋梁進行專業(yè)細致的定期檢測和維護。
2橋梁檢測的原因及意義
我國交通事業(yè)的迅猛發(fā)展,橋梁作為交通中的重要一環(huán),在發(fā)展經(jīng)濟的過程中起著非常重要的作用。橋梁結構是一種大型的土木工程結構,因荷載作用、疲勞與腐蝕效應、材料老化以及
缺乏及時的維修,使用期內不可避免地產(chǎn)生損傷累積、抗力衰退而影響結構承載力,剛度以及耐久性降低等,影響其使用壽命,甚至嚴重的發(fā)生坍塌事故。因此對既有橋梁的安全性進行評估具有十分重要的意義。
通過對橋梁進行全面深入的現(xiàn)場檢測,可以分析出橋梁存在的缺陷及損傷產(chǎn)生的原因,方便評價缺陷和損傷對橋梁使用性能以及承載力的影響,同時也可以給橋梁維護、加固改造設計提供及時、具有針對性的資料。
3橋梁檢測報告的主要內容
3.1橋梁檢測報告的主要規(guī)范依據(jù)
(1)《公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范》(JTG H11-2004)
(2)《公路工程質量檢驗評定標準》(JTG F80/1-2004)
(3)《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》(JGJ/T 23-2011)
(4)《混凝土中鋼筋檢測技術規(guī)程》(JGJ/T 152-2008);
(5)《檢測混凝土缺陷技術規(guī)程》(CECS 21:2000);
(6)《公路橋梁技術狀況評定標準》(JTG/T H21-2011);
(7)《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》(JTG/T J21-2011)
3.2 橋梁定期檢測的項目及方法
(1)橋梁的外觀缺陷檢查
檢測員通過肉眼、鋼卷尺、激光測距儀、相機等,對全橋的缺陷病害進行定性量測,橋梁常見的病害如下
墩柱裂縫 連系梁滲水腐蝕、板底空洞、露筋 蜂窩麻面 、橋面裂縫 伸縮縫橡膠條破損 、邊梁腹板裂縫 防撞墻裂縫 、拍水管破損 泄水孔阻塞等
(2)裂縫檢測
檢測裂縫主要從裂縫的分布部位、裂縫的走向、長度、寬度、深度等幾個方面來進行。用卷尺量測裂縫的起止點、轉折點位置得到裂縫的長度、走向。采用裂縫寬度觀測儀量測裂縫的寬度。
(3)混凝土保護層厚度檢測
檢測方法:對混凝土保護層厚度進行量測,即將混凝土鋼筋檢測儀的傳感器,置于鋼筋所在位置正上方,并左右稍稍移動,讀取儀器顯示最小值即為該處保護層厚度,每一測點值讀取2~3次穩(wěn)定讀數(shù),取其平均值,準確至1mm。
(4)混凝土強度無損檢測
測試方法:采用回彈儀測定混凝土強度,屬于表面硬度法的一種?;炷帘砻嬗捕仁且粋€與混凝土強度有關的量,表面硬度值是隨強度的增大而提高的,采用具有一定動能的鋼錘沖擊混凝土表面時,其回彈值與混凝土表面硬度存在相關關系。所以,混凝土強度與回彈值也有相關關系,即回彈值可以反映混凝土抗壓強度的大小。此法也適用于鋼筋混凝土結構,當鋼筋較密時對超聲回彈綜合法測試結果影響較大,不能滿足回彈法測試要求。
(5)混凝土碳化深度檢測
測試原理:混凝土為弱堿性材料,對鋼筋抗銹蝕有保護作用;受環(huán)境影響,混凝土碳化后失去堿性。酚酞試劑在堿性環(huán)境下為紅色,用來進行混凝土碳化深度檢測,掌握材料的退化程度。
測試方法:回彈值測量完畢后,在有代表性的位置上測量碳化深度值,測點數(shù)不少于構件測區(qū)數(shù)的30%。具體步驟為:采用75%的酒精與白色酚酞末制成濃度為1%~2%的酚酞指示劑;采用適當?shù)墓ぞ咴跍y區(qū)表面形成直徑約15mm的孔洞,其深度應大于混凝土碳化深度;成孔后,用圓刷或皮老虎吹凈洞中的碎屑與粉末,不得水洗;將酚酞指示劑噴到測孔壁上,待混凝土新茬變色后,已碳化和未碳化界線清晰時,用混凝土碳化深度儀測量已碳化界面到混凝土表面的垂直距離;每處碳化深度測點讀數(shù)精確至0.5mm,測量不少于3次,取其平均值作為該測點的混凝土碳化深度值;當各測點的碳化深度測值極差大于2.0mm時,預示該構件的混凝土強度可能不均勻,因此應在每一回彈測區(qū)測量混凝土碳化深度值。
3.3 橋梁的外觀檢測
橋梁從結構組成上可分為:上部結構、下部結構以及橋面系。上部結構在梁式橋中主要指的是主梁、鉸縫、支座,其中主梁被稱為上部承重構件、鉸縫被稱為上部一般構件。其下部結構主要為:橋墩、橋臺、墩臺基礎、翼墻、錐坡等。橋面系主要分為:橋面鋪裝、伸縮縫裝置、人行道、欄桿等。檢測員對橋梁所有構件進行詳細的勘察,并對有病害的構件進行圖片說明。最后完成橋梁所有構件的病害統(tǒng)計表,表中的,病害描述一定要準確、詳細。上部承重結構的病害統(tǒng)計表可參考下表:
上部承重構件病害統(tǒng)計表
序號
部位
病害類型
病害描述
1
1-3箱梁
空洞(露筋)
S-3箱梁右側邊緣,1/3跨徑處,梁底露筋、空洞,面積S=0.45*0.5㎡;
裂縫
距S-3箱梁右側邊緣2.5m ,1/3跨徑處,縱向裂縫,裂縫長度L=0.5m,縫寬δ=0.15mm;
2
2-4箱梁
混凝土碳化(滲水腐蝕)
S-4箱梁右側腹板滲水腐蝕,面積S=1*20㎡;
3
3-5箱梁
裂縫
距S-5箱梁右側邊緣5m,1/5跨徑處,縱向裂縫,裂縫長度L=1.5m,縫寬δ=0.13mm;
3.4 橋梁的專項檢測
橋梁的專項檢測主要分為:鋼筋保護層厚度檢測、混凝土強度檢測、混凝土碳化深度檢測,通過專項檢測得出的各項數(shù)據(jù)與現(xiàn)有規(guī)范依據(jù)進行比較,從而對橋梁的材料性能做處相應的評定。示例如下:
混凝土碳化深度檢測結果表
構件編號
碳化深度平均值
實測保護層厚度平均值
Kc
碳化深度評定
1-1橋墩
4.0
33.2
0.12<0.5
完好
2-1箱梁
5.0
31.3
0.16<0.5
完好
Kc為測區(qū)混凝土碳化深度平均值與實測保護層厚度平均值的比值,根據(jù)《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》(JTG/T J21-2011)中表5.7.3混凝土碳化評定標準,來對混凝土碳化深度進行評定。
3.5 橋梁的評定結果
(1)構件評分計算
橋梁構件是最基礎的評價單元,橋梁構件的技術狀況評分按下式(3.5.1)計算。需要注意的是當某個構件有2中以上病害時,需要對病害嚴重程度進行排序,然后計算構件得分。
式(3.5.1)
(1)當x=1時(即構件只有1中病害)
(2)當x≥2時(即構件病害不止1種)
(其中j=x)
當k≥2時,U1,…,Ux計算公式中的扣分值
按照從大到小的順序排列。
(3)當
時
式中:
—上部結構第i類部件l構件的得分,值域為0-100分;
—下部結構第i類部件l構件的得分,值域為0-100分;
—橋面系第i類部件l構件的得分,值域為0-100分;
k—第i類部件l構件出現(xiàn)扣分的指標的種類數(shù);
U、x、y—引入的變量;
i—部件類別,例如i表示上部承載構件、支座、橋墩等;
j—第i類部件l構件的第j類檢測指標;
—第i類部件l構件的第j類檢測指標的扣分值;根據(jù)構件各種檢測指標扣分 值進行計算,扣分值按下表確定。
構件各檢測指標扣分值
檢測指標所能達到
的最高標度類別
指標標度
1類
2類
3類
4類
5類
3類
0
20
35
-
-
4類
0
25
40
50
-
5類
0
35
45
60
100
(2)部件評分計算
部件得分由構件得分確定,計算公式為式(3.5.2),按上部結構、下部結構和橋面系分別計算。
上部結構部件得分:
下部結構部件得分:
式(3.5.2)
橋面系部件得分:
式中:
—上部結構第i類部件的得分,值域為0-100分;
—上部結構第i類部件各構件得分平均值,值域為0-100分;
—下部結構第i類部件的得分,值域為0-100分;
—下部結構第i類部件各構件得分平均值,值域為0-100分;
—橋面系第i類部件的得分,值域為0-100分;
—橋面系第i類部件各構件得分平均值,值域為0-100分;
—上部結構第i類部件中分值最低的構件得分值;
—上部結構第i類部件中分值最低的構件得分值;
—上部結構第i類部件中分值最低的構件得分值;
t—隨構件的數(shù)量而變的系數(shù),按規(guī)范規(guī)定取值。
注意:上部結構、下部結構中主要部件的某一構件評分值
在[0,40]區(qū)間時,相應的部件評分值
=
。
(3)結構評分計算
橋梁上部結構、下部結構、橋面系的技術狀況評分,按式3.5.3計算。
式(3.5.3)
式中:
—橋梁上部結構技術狀況評分,值域為0-100分;
—橋梁下部結構技術狀況評分,值域為0-100分;
—橋梁橋面系技術狀況評分,值域為0-100分;
m—上部結構(下部結構或橋面系)的部件種類數(shù);
—第i類部件的權重,按規(guī)范規(guī)定取值;對橋梁中未設置的部件,應根據(jù)此部件的隸屬關系,將其權重值分配給各既有部件,分配原則按照各既有部件權重在全部既有部件權重中所占比例進行調整。
(4)橋梁總體評分計算
橋梁總體的技術狀況評分按式3.5.4計算
式(3.5.4)
式中:
—橋梁總體技術狀況評分,值域為0-100分;
—橋面系在全橋中的權重,按下表的規(guī)定取值;
—上部結構在全橋中的權重,按下表的規(guī)定取值;
—下部結構在全橋中的權重,按表下表的規(guī)定取值;
橋梁結構組成權重值
橋梁部位
上部結構
下部結構
橋面系
權重
0.4
0.4
0.2
計算出橋梁總體的技術狀況評分
后,按橋梁技術狀況分類界限表確定橋梁技術狀況等級。
橋梁技術狀況分類界限表
技術狀況評分
技術狀況等級(Dj)
1類
2類
3類
4類
5類
Dr
(SPCI、DPCI、BMCI)
(PCCI、BCCI、DCCI)
[95,100]
[80,95)
[60,80)
[40,60)
[0,40)
4橋梁檢測前景分析
目前無損檢測技術相對多的應用于橋梁檢測,研究人員提出了許多成功的方法對橋梁進行非破壞性評估。一些新的方法被廣泛應用于橋梁檢測,如利用相干激光雷達測試橋梁下部結構的撓度。為了能夠促進檢測技術的發(fā)展,需要通過實際工作探索,得到檢測技術未來發(fā)展方向,并針對其損傷狀況提出合理的處治方案。橋梁結構的多樣化是在新產(chǎn)品、新技術的發(fā)展中而發(fā)展起來的。雖然越來越多的材料應用到橋梁建設中,但是鋼筋砼結構仍然是橋梁設計使用最廣的結構。工程結構中的鋼筋通常以設計施工中的鋼筋資料為依據(jù),通過對橋梁材料現(xiàn)狀檢測結果的分析,可以對橋梁今后工作狀態(tài)進行預測,指出可能的發(fā)展趨勢,為今后橋梁養(yǎng)護提出建議。通過不斷創(chuàng)新的橋梁技術檢測手段,實現(xiàn)安全性能監(jiān)管工作,使道路橋梁處于一個安全通行的狀態(tài)。
5結束語
橋梁檢測是一個要求十分細致的工作,橋梁的檢測方法較多,在新材料、新工藝不斷涌現(xiàn)的今天,檢測人員更應該具備豐富的實際現(xiàn)場經(jīng)驗,并且還應該以堅實的理論基礎作為指導,將理論與實際有機結合,才可以做好檢測工作進而得到一些有價值的數(shù)據(jù)來進行分析。