隨著經(jīng)濟建設(shè)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(nèi)容及方法做了一些簡要的介紹
關(guān)鍵詞:橋梁 橋梁定期檢測 重要性 內(nèi)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(shè)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(shè)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(yán)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(jié)構(gòu)是一種大型的土木工程結(jié)構(gòu),因荷載作用、疲勞與腐蝕效應(yīng)、材料老化以及
缺乏及時的維修,使用期內(nèi)不可避免地產(chǎn)生損傷累積、抗力衰退而影響結(jié)構(gòu)承載力,剛度以及耐久性降低等,影響其使用壽命,甚至嚴(yán)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(shè)計提供及時、具有針對性的資料。
3橋梁檢測報告的主要內(nèi)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(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》(JTG F80/1-2004)
(3)《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T 23-2011)
(4)《混凝土中鋼筋檢測技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T 152-2008);
(5)《檢測混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程》(CECS 21:2000);
(6)《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》(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(zhuǎn)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(zhǔn)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(guān)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(guān)關(guān)系。所以,混凝土強度與回彈值也有相關(guān)關(guān)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(jié)構(gòu),當(dāng)鋼筋較密時對超聲回彈綜合法測試結(jié)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(gòu)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(dāng)?shù)墓ぞ咴跍y區(qū)表面形成直徑約15mm的孔洞,其深度應(yīng)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(dāng)各測點的碳化深度測值極差大于2.0mm時,預(yù)示該構(gòu)件的混凝土強度可能不均勻,因此應(yīng)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(jié)構(gòu)組成上可分為:上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)以及橋面系。上部結(jié)構(gòu)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(gòu)件、鉸縫被稱為上部一般構(gòu)件。其下部結(jié)構(gòu)主要為:橋墩、橋臺、墩臺基礎(chǔ)、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(gòu)件進行詳細的勘察,并對有病害的構(gòu)件進行圖片說明。最后完成橋梁所有構(gòu)件的病害統(tǒng)計表,表中的,病害描述一定要準(zhǔn)確、詳細。上部承重結(jié)構(gòu)的病害統(tǒng)計表可參考下表:
上部承重構(gòu)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(yīng)的評定。示例如下:
混凝土碳化深度檢測結(jié)果表
構(gòu)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(biāo)準(zhǔn),來對混凝土碳化深度進行評定。
3.5 橋梁的評定結(jié)果
(1)構(gòu)件評分計算
橋梁構(gòu)件是最基礎(chǔ)的評價單元,橋梁構(gòu)件的技術(shù)狀況評分按下式(3.5.1)計算。需要注意的是當(dāng)某個構(gòu)件有2中以上病害時,需要對病害嚴(yán)重程度進行排序,然后計算構(gòu)件得分。
式(3.5.1)
(1)當(dāng)x=1時(即構(gòu)件只有1中病害)
(2)當(dāng)x≥2時(即構(gòu)件病害不止1種)
(其中j=x)
當(dāng)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(dāng)
時
式中:
—上部結(jié)構(gòu)第i類部件l構(gòu)件的得分,值域為0-100分;
—下部結(jié)構(gòu)第i類部件l構(gòu)件的得分,值域為0-100分;
—橋面系第i類部件l構(gòu)件的得分,值域為0-100分;
k—第i類部件l構(gòu)件出現(xiàn)扣分的指標(biāo)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(gòu)件、支座、橋墩等;
j—第i類部件l構(gòu)件的第j類檢測指標(biāo);
—第i類部件l構(gòu)件的第j類檢測指標(biāo)的扣分值;根據(jù)構(gòu)件各種檢測指標(biāo)扣分 值進行計算,扣分值按下表確定。
構(gòu)件各檢測指標(biāo)扣分值
檢測指標(biāo)所能達到
的最高標(biāo)度類別
指標(biāo)標(biāo)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(gòu)件得分確定,計算公式為式(3.5.2),按上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)和橋面系分別計算。
上部結(jié)構(gòu)部件得分:
下部結(jié)構(gòu)部件得分:
式(3.5.2)
橋面系部件得分:
式中:
—上部結(jié)構(gòu)第i類部件的得分,值域為0-100分;
—上部結(jié)構(gòu)第i類部件各構(gòu)件得分平均值,值域為0-100分;
—下部結(jié)構(gòu)第i類部件的得分,值域為0-100分;
—下部結(jié)構(gòu)第i類部件各構(gòu)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(gòu)件得分平均值,值域為0-100分;
—上部結(jié)構(gòu)第i類部件中分值最低的構(gòu)件得分值;
—上部結(jié)構(gòu)第i類部件中分值最低的構(gòu)件得分值;
—上部結(jié)構(gòu)第i類部件中分值最低的構(gòu)件得分值;
t—隨構(gòu)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(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)中主要部件的某一構(gòu)件評分值
在[0,40]區(qū)間時,相應(yīng)的部件評分值
=
。
(3)結(jié)構(gòu)評分計算
橋梁上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)、橋面系的技術(shù)狀況評分,按式3.5.3計算。
式(3.5.3)
式中:
—橋梁上部結(jié)構(gòu)技術(shù)狀況評分,值域為0-100分;
—橋梁下部結(jié)構(gòu)技術(shù)狀況評分,值域為0-100分;
—橋梁橋面系技術(shù)狀況評分,值域為0-100分;
m—上部結(jié)構(gòu)(下部結(jié)構(gòu)或橋面系)的部件種類數(shù);
—第i類部件的權(quán)重,按規(guī)范規(guī)定取值;對橋梁中未設(shè)置的部件,應(yīng)根據(jù)此部件的隸屬關(guān)系,將其權(quán)重值分配給各既有部件,分配原則按照各既有部件權(quán)重在全部既有部件權(quán)重中所占比例進行調(diào)整。
(4)橋梁總體評分計算
橋梁總體的技術(shù)狀況評分按式3.5.4計算
式(3.5.4)
式中:
—橋梁總體技術(shù)狀況評分,值域為0-100分;
—橋面系在全橋中的權(quán)重,按下表的規(guī)定取值;
—上部結(jié)構(gòu)在全橋中的權(quán)重,按下表的規(guī)定取值;
—下部結(jié)構(gòu)在全橋中的權(quán)重,按表下表的規(guī)定取值;
橋梁結(jié)構(gòu)組成權(quán)重值
橋梁部位
上部結(jié)構(gòu)
下部結(jié)構(gòu)
橋面系
權(quán)重
0.4
0.4
0.2
計算出橋梁總體的技術(shù)狀況評分
后,按橋梁技術(shù)狀況分類界限表確定橋梁技術(shù)狀況等級。
橋梁技術(shù)狀況分類界限表
技術(shù)狀況評分
技術(shù)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(shù)相對多的應(yīng)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(yīng)用于橋梁檢測,如利用相干激光雷達測試橋梁下部結(jié)構(gòu)的撓度。為了能夠促進檢測技術(shù)的發(fā)展,需要通過實際工作探索,得到檢測技術(shù)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(jié)構(gòu)的多樣化是在新產(chǎn)品、新技術(shù)的發(fā)展中而發(fā)展起來的。雖然越來越多的材料應(yīng)用到橋梁建設(shè)中,但是鋼筋砼結(jié)構(gòu)仍然是橋梁設(shè)計使用最廣的結(jié)構(gòu)。工程結(jié)構(gòu)中的鋼筋通常以設(shè)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(jié)果的分析,可以對橋梁今后工作狀態(tài)進行預(yù)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(shù)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(jié)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(yīng)該具備豐富的實際現(xiàn)場經(jīng)驗,并且還應(yīng)該以堅實的理論基礎(chǔ)作為指導(dǎo),將理論與實際有機結(jié)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。