為了保(bǎo)障公路橋梁的建設質量,除了製(zhì)定合理的建(jiàn)設方案意外,還要在建設(shè)和使用過程中,通(tōng)過科學合理的試驗檢測技(jì)術(shù),對公路橋梁的外(wài)觀、力學和材料性(xìng)能進(jìn)行有(yǒu)效分析。公路橋梁的檢測一(yī)般包括了外觀(guān)檢測、內部缺陷檢測以及材料力學性(xìng)能檢測等。常用的檢測技術包括了靜(jìng)載試驗(yàn)、動載(zǎi)試驗以及利用各類機械構件和電子傳感器等進行檢測和數據(jù)檢測等技術。
隨著我國經濟建設(shè)的快速發展和交通運輸量的不(bú)斷增長,國民經濟發展對公路橋梁需(xū)求量也在不斷增(zēng)加。雖(suī)然在(zài)過去的幾十(shí)年間,我國的公路橋梁建(jiàn)設技術已經取得(dé)了(le)長足發展,但相比(bǐ)起我國的道(dào)路需求量而言仍然捉襟(jīn)見肘。因此,改進道路橋梁建設質量、提高建設效率,是道橋建設技術未來發(fā)展的(de)重點之一。而(ér)公(gōng)路橋梁檢(jiǎn)測技術的(de)分析與應用,也是相(xiàng)關研究工作需要解決的重點問題。
1 公路橋梁檢測技(jì)術的目的及重要性
1.1 公路橋梁檢測技術的目的
通常在出(chū)現以下幾種情況時,需要進行公路橋梁的質量檢測(cè):(1)當公路橋梁沒有充分設計和施工資料,無法通(tōng)過(guò)已有資料對其質量進行檢測時;(2)當公路(lù)橋(qiáo)梁的施工(gōng)質量不符(fú)合(hé)施工規範要求,或在竣(jun4)工試用一段時間後,出現了明顯的病害和質量問題時;(3)在公路橋梁的(de)施工質量滿(mǎn)足要求,但需要得到有(yǒu)關(guān)質量更(gèng)為豐富的資料,或需要(yào)進(jìn)一步提高(gāo)橋梁的承載能力時,都需要進行(háng)檢測。
1.2 公路(lù)橋梁試驗檢(jiǎn)測技術的重要性
公路(lù)橋梁試(shì)驗檢測是工程質量控製以及工程驗收的重要方法。一方麵(miàn),試驗檢測數據是(shì)工(gōng)程施工、驗收以及後期養護管理決(jué)策的重要參考(kǎo),涉及(jí)到(dào)極為廣泛的橋梁建設理論體係;另(lìng)一方麵,對公路橋梁進行檢測,可以更加科學選擇工程(chéng)建設材料(liào),在保證建設質量的同時,減少工程施工成本;同時,在工程(chéng)質量檢測過程中,不斷探索新技術和新的檢測方法,不僅(jǐn)有利於工程施工技術的發展,還可以提高工程質(zhì)量檢測的可靠性,對(duì)於道路橋梁建設技術的發展有著積極意義。
2 公(gōng)路橋梁檢測的(de)基本內容
2.1 公路橋梁的外觀檢測
公路橋梁的外(wài)觀(guān)檢測(cè),主要從(cóng)更加全麵的角度對橋梁的(de)質量情況進行(háng)分析,發現並評估(gū)需要重點檢查的部位。例如:通過道路橋梁的外形分析其受力情況,發現容易產(chǎn)生較大撓度、裂縫和應力集中部位,以及總體(tǐ)評估橋梁構件的外觀情況;對於橋梁來說,還可(kě)以分別對其上、下(xià)以及附屬結構(gòu)進行檢查,由於(yú)每(měi)一個結構的受(shòu)力情況不同,容易產生的質量問題也不盡相同(tóng)。總體來說需要特別關注的幾個問題(tí)包(bāo)括:(1)橋梁端部的剪力縫;(2)跨中部位的裂縫及撓度;(3)連接部位(wèi)的穩定性等(děng)。另外對於橋墩的位移情況,以(yǐ)及拱橋拱頂的裂縫情況也需要格外關注。在外觀檢查過程中,在發現橋梁病害以後,還需(xū)要仔細推敲(qiāo)找準病害的產生原因,以便於維修補救工作的進行(háng)。
2.2 公路(lù)橋梁的內部缺陷檢測
在公路橋梁(liáng)病害問題中,有許多內部缺陷是不能通過外觀檢測發現的,如:內(nèi)部的蜂(fēng)窩、侵蝕以(yǐ)及孔洞(dòng)問題等,這類問題通常存(cún)在於(yú)道路橋梁的混凝土構件當中,無法通過外觀或常規檢測手段輕易發現,但(dàn)往往會造成嚴重的質量問題,影響道路橋梁正常使用。要想對公路橋梁內部缺陷進行檢測,則需要(yào)采用無(wú)損檢測技術,如:雷達檢測及超(chāo)聲波檢測等。在進行內部缺陷檢測(cè)時,需要重點關注的問題包括:(1)混凝土內部缺陷;(2)鋼材內部缺陷(xiàn);(3)焊縫缺陷、裂縫(féng)以及夾渣等(děng)。
2.3 公(gōng)路橋梁的(de)材料及力學(xué)性能檢測
實際上,隨著建築材料技術的不斷發(fā)展,在公路橋梁建設(shè)過程中,使用的材料也越來越多樣化(huà)。在以傳統的鋼筋(jīn)混(hún)凝土為主要材料的公路橋梁工程中,其材(cái)料特性和力學性能一般以(yǐ)設計資料為依據,不需要進行額外(wài)的檢測。但當使用到新型材料或在鋼材(cái)質量不能夠完全保(bǎo)證時,就需要對材料(liào)性能進行抽樣檢測;而對(duì)於混(hún)凝土的使用性能,由於其會隨著時間(jiān)推移發生變化,通(tōng)常需要(yào)在橋梁(liáng)工(gōng)程建設時,就留存一些額外的混凝土試塊(kuài),以(yǐ)便於後期的強度檢測。如果沒(méi)有留存試塊,則同樣需(xū)要采用無(wú)損的檢測方法,對混凝土強度進行檢(jiǎn)測。在公路橋材料及力學性能檢測過程中,需要重點(diǎn)關注的指標包括:(1)鋼筋和混凝土的強度(dù);(2)鋼筋的鏽蝕(shí)情況;(3)新(xīn)型材料(liào)的力學性能等。
3 公路橋梁檢測的重要試驗技術手段
3.1 靜載試驗
所謂靜載試(shì)驗,就是指(zhǐ)公路橋梁在設計(jì)載荷以及(jí)常規的車載作用下的內部受(shòu)力情況,通過觀察橋梁的變形評估橋梁的承載能力,判斷其是否滿足設計要(yào)求(qiú)。橋梁靜載試驗需要關注以下(xià)幾個要點:第一,對橋梁施(shī)加靜止(zhǐ)載荷(hé)時,其縱(zòng)向、側向撓(náo)度以(yǐ)及扭轉變形程(chéng)度(dù)等是否滿足設(shè)計要求(qiú),判斷是否出現橋梁(liáng)偏載以及承受能力不足等(děng)問題;第(dì)二,分析橋梁支座的下沉情況(kuàng)和橋梁截麵的形變位移情況;第三,在(zài)加載情況下以及試驗完成以後,分析橋梁的裂(liè)縫的尺寸、發展情況以及卸載後裂縫的閉合情況等。在(zài)靜載(zǎi)實驗中(zhōng)常用的測試儀器有撓(náo)度計、應變儀、水準儀以及百分表等。另(lìng)外(wài)在進行靜載實驗時(shí),現場的測試組織安排也是一項重點工作,隻有製(zhì)定好(hǎo)明確的分工(gōng)配合工作,在每種載荷情況下測得對應(yīng)的數據,才能保證測試數據的準確(què)性。
3.2 動載(zǎi)試驗(yàn)
所謂動載試(shì)驗,顧名思義就是測試橋梁在載荷(hé)不斷發生變化情況下的承載(zǎi)性能,通(tōng)常通過對橋(qiáo)梁施加附加振(zhèn)動力,使橋梁發生振動(dòng)來進行測試。主要檢測橋梁在動載荷情況下(xià)的動應力以(yǐ)及動(dòng)變形情況。需要獲取的主要檢測指標有:橋(qiáo)梁在動載荷情況下的頻率、振幅以及阻尼比;橋梁對(duì)於動載(zǎi)荷的響應(yīng)情況,如:動應力、動撓度、加速度以及衝(chōng)擊係數等。在動載實驗中常用的(de)測試儀器包括光(guāng)線示波器、信號放大器以(yǐ)及各類傳(chuán)感器和計算機(jī)等。
3.3 機械測(cè)試技術(shù)
機械測試技術常用在靜載實驗過(guò)程中測量橋梁構(gòu)件的(de)形變(biàn)變化,這類機械設備由齒(chǐ)輪、彈簧、杠杆等傳感和轉化機構組成,它們將傳感器所測得的(de)形變量放大並加以顯示,便於測試人員讀數和分析記(jì)錄。隨著計算(suàn)機和傳感器技術的成熟,傳統的機械傳感測試技術(shù)的精確度和使(shǐ)用便利(lì)性越來越不能滿足要求,而以光電信息技術為主的現代傳感器技術應用則越發廣泛。但機械測試技術由於其可靠性高、抗幹擾能力強等特點,還將繼續(xù)存在並使用相當長的時間。
3.4 光纖(xiān)傳(chuán)感檢測技術
相比(bǐ)起傳統的機械檢測設備,光纖傳感檢測技術的應用範圍更加(jiā)廣泛,其能檢測包括輻射、磁場、電流、電壓、位移、壓力、溫度、振(zhèn)動等上百種物(wù)理(lǐ)量,其工(gōng)作原理為:公路橋梁發生(shēng)形變位移以後,光纖收到(dào)拉壓產生應變(biàn),其內部的光(guāng)信號發生改變。通過對光信號頻率、幅值等參數進行分析(xī),可以有效(xiào)測得橋梁的承載(zǎi)變化情況。如果在施工期間將光纖傳感器設置於橋梁內部,還可以起到長期監測橋梁質量變化情況的效果,大大方(fāng)便(biàn)了日常的橋梁檢測和維修工作。
隨著經濟建設的不斷發(fā)展,國民(mín)出行量不斷增長,我國公路(lù)橋梁的(de)建設工程數量必將持續上升,行業發展勢頭十分良好。而安全可靠的公路橋梁建設質量,是保證國民出(chū)行安全的(de)重要前提。因此,大力(lì)推進和發展公路橋梁的質量(liàng)檢測(cè)技術,對於保障和提(tí)高(gāo)公路(lù)橋梁工程的建設質量,維持路橋工(gōng)程安全運行,確(què)保人民的出行安全等(děng)都(dōu)有著(zhe)重要(yào)意義。而隨著現代計算(suàn)機分析和傳感器技術的快速(sù)發展,工程技術(shù)人員更應該與時俱進,開發和引進先進的檢測技術、減少檢測誤差、提高質量(liàng)檢測精度,為橋梁(liáng)工(gōng)程的正常(cháng)建設和後期維護提供可靠參考。該文僅針對當前公路(lù)橋梁建設情況和檢測技術現狀,提出了檢測工(gōng)作中需要重點注意的一些指標以及行業技(jì)術的未來發(fā)展方向,對於相關研究工作(zuò)的進行具有一(yī)定的(de)參考意義。