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橋梁工(gōng)程檢測技術(shù)——囊括建築檢測的精髓
更(gèng)新時間:2021-04-10 17:51
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摘要:隨著(zhe)交通運輸量大幅度增長(zhǎng),行車密度及車輛(liàng)載重越來越大,使得橋梁定期檢(jiǎn)測在橋梁日常養護的工作中的地位越來越重(chóng)要。本文結合實際經(jīng)驗,分析了橋梁定期檢測(cè)的原因、提出了橋梁定期檢(jiǎn)測的內容及方法。

一、檢測的意義及發(fā)展

新(xīn)中國成立以(yǐ)來(lái),我國橋梁建設(shè)進入了一個奮起直(zhí)追世界先進水平的快速發展時期。1957年,第一座長(zhǎng)江大橋——武漢長江大橋的勝利建成,結束了我國萬裏長江無橋的狀況,從此“一橋飛架南北,天(tiān)塹變通途”。此(cǐ)後相繼建成了南京長江大橋、江陰長江大橋(qiáo)、虎門(mén)大橋等一(yī)批技術含量高的重大工程(chéng)項目。

1.我(wǒ)國橋(qiáo)梁還有很大的發展空間。我國跨海大橋的建(jiàn)設剛剛興起。東海大橋的通車,拉開(kāi)了我國從陸路伸向大海(hǎi)建設橋梁的序幕。全線貫通(tōng)的杭州灣跨海大橋,可以使寧波到上海(hǎi)的距離縮短120km,有利(lì)於促進江、浙(zhè)、滬經濟的發展。此外深圳(zhèn)灣大橋、湛江海灣大橋、青島海灣大橋等都是2006年開工建設的跨海橋梁工程(chéng)。港澳珠大橋(qiáo)也在策劃之中。如果我國國民經濟(jì)保(bǎo)持持續增長的趨(qū)勢,向海洋延伸的戰略將繼續,跨海橋的建(jiàn)設將成為未來橋梁建設的重點。

2.跨越大江大河的橋梁建設方興(xìng)末艾。近年來,長江大橋在中國的建橋史上,每年都加入新的篇章(zhāng)。1990年(nián)以前,長江上的大橋隻建了6座;1991年~2000年,長江上建起了15座(zuò)橋,主要是公路橋;2001年(nián)~2006年,長江上興建了(le)2l座橋。過去普遍(biàn)認為經濟比較落後、相對(duì)封閉的中小城(chéng)市都架起跨越長江的橋。據(jù)有關(guān)消息,今後長江上還將建造(zào)70個過江(jiāng)(含長江大橋和過江)隧道。此外(wài),黃河、浦江、珠江、湘江和閩江等近年來都在規劃和興建橋梁。

近年來隨著經濟的迅速發展,公路交通流量顯著增加,大大超出了設計流量要求,使公路橋梁的損壞率增大(dà),維修周期(qī)減小。由於橋梁位置分散、修建年代(dài)不同、修建時使用(yòng)的技(jì)術標(biāo)準不同(tóng)、橋(qiáo)梁結構(gòu)形式的差(chà)異,造成路網中橋梁(liáng)的(de)營運狀況存在很(hěn)大差別。特別是超載運輸等直接原(yuán)因,導致各級公路上的橋梁的技術狀態下降嚴重,一些路段橋梁(liáng)頻繁出現早期病害(hài),也有部(bù)分橋梁發生了結構性的損壞(huài),這種情況(kuàng)已直接(jiē)影響到(dào)路(lù)網交通(tōng),並造成(chéng)潛在的安全隱患。橋梁安全已成為各級領導,乃至全(quán)社會最關(guān)心、最敏感的問(wèn)題。

通(tōng)過橋梁定(dìng)期檢測(cè),建立和健全橋梁技術狀況檔案;檢查橋梁的健康狀況,及時發現病害(hài)或控製(zhì)病害的發展;對橋梁進行技術狀況評價,形(xíng)成客觀翔實的統計資料;為橋梁的維修、加(jiā)固和技術改造提供依據;發現及甄別(bié)橋梁安全隱患,防止(zhǐ)惡性事故發生。

二、定期檢測的內容及方法

盡管道路(lù)橋梁的(de)結構形式較多,但是對舊橋現場的外觀調查工作的主要內容仍能歸納成幾個方麵。

(一)、橋(qiáo)麵係的外觀檢查

橋麵係的外觀調(diào)查,可以按橋麵係組成的四部分依次檢查。

1、橋麵鋪裝(zhuāng)的檢(jiǎn)查

橋(qiáo)麵鋪裝(zhuāng)的功能是使車輛安全而舒適地行駛(shǐ)。當橋麵鋪裝產生病害後,會產生如下後果:

1)、鋪(pù)裝粗糙度不足或鋪裝層脫落,容易引起大的交通事故;

2)、由於橋麵(miàn)鋪裝不平整等引起汽車車輛對橋梁的衝擊效應增(zēng)大,使橋麵板等結構的耐久性降低;

3)、在伸縮縫的前後,橋梁鋪裝層與伸縮(suō)縫裝置之間的高低差不僅促使鋪裝本身的破壞,而且會促使伸縮縫裝置(zhì)的破壞。

作為(wéi)橋(qiáo)麵鋪裝的外(wài)觀檢查首先是調查橋麵(miàn)鋪裝的類型,然後調查鋪裝層存(cún)在的主要缺陷。

瀝青橋麵鋪裝的主(zhǔ)要病(bìng)害有:輕微裂縫(發狀或(huò)條狀)、嚴重裂縫(龜裂、縱、橫裂縫)、坑(kēng)槽、車轍、擁包、磨光和起皮等。此外,瀝青橋麵(miàn)鋪(pù)裝應保證足夠的(de)平整而粗糙,過(guò)分光滑雨天易使車輛打滑。

水泥混(hún)凝土橋麵鋪裝的主要病害有:裂縫、剝落、坑洞、磨光等。

關於橋麵鋪裝缺陷與損傷的外觀檢查方(fāng)法、項(xiàng)目(mù)、記錄格式及初步評定可參照《公路養護技術規範(JTJ073-96)》中有關條文進行。

2、伸縮(suō)縫(féng)裝置的檢查(chá)

伸(shēn)縮(suō)縫設置於梁端構造較弱部位,因直接承受車輛的反複(fù)荷載,故最易遭受破壞。隨著交通量的增大,重車增多,這些老的伸縮縫裝置的破壞逐漸增多。這不僅妨礙行駛性能,而且會發展到引起結(jié)構本身的破壞,如橋麵伸縮縫的損壞(huài),使水向下滲漏從而影響梁體端部結構和造成支(zhī)座鏽蝕等破壞。

伸縮縫(féng)裝(zhuāng)置的損壞往往還會引起駕駛(shǐ)員心理上不快,從而可能(néng)引發(fā)駕駛事故。

各(gè)種伸(shēn)縮縫裝置一般具有的缺陷往往表現在伸縮縫本身的破壞損傷、錨固件損壞、接頭周圍部位後鋪築料的剝落、凹凸不平等(děng)等,這些缺陷也成為(wéi)伸縮縫處漏(lòu)水的原因,從而加速支座和結(jié)構本身的惡(è)化。

縮(suō)縫裝置的檢查主要是目測,必要時應量測破損的範圍,並在記錄中詳細(xì)描述。

3、橋麵排水(shuǐ)設施(shī)的檢查

橋麵排水設施及橋麵鋪裝的(de)缺陷,往往導致橋麵積水,引起車輛滑移(yí),導致交通事(shì)故(gù)。

橋麵排水設(shè)施的缺陷,在降雨和化雪時表現得最顯著,因而對(duì)橋麵(miàn)排水設(shè)施缺陷的檢查最好在(zài)此時進行(háng)。

橋麵排水設施不良,除設(shè)計上可能考慮不周外,主要是排水設(shè)施本身被破壞以及塵土、樹葉、淤泥等(děng)堵塞排水設施,以致不能正常排(pái)水。

橋麵(miàn)積水往往會通過橋麵鋪(pù)裝的裂縫等缺(quē)陷影響橋梁主要承重結(jié)構構件的耐久(jiǔ)性能。

4、欄杆、扶手及人行道的檢查

主要檢查欄杆、扶手本身破壞情況以(yǐ)及相(xiàng)互連接處是否(fǒu)脫落,鋼製構件是否鏽(xiù)蝕、脫漆,對於(yú)人行道,檢查路緣石是否有破碎,人行道與橋麵板連接的(de)牢固程度,等等。

橋梁的橋麵係狀況直接與行車、行人的安全(quán)和適用性能有關,同(tóng)時橋麵係中存在的缺陷也會促使橋梁主(zhǔ)要結構構件工作性能的惡(è)化。因而對它的外觀檢查還得與橋下(xià)的檢查緊密結合起來,才能(néng)取得較好的(de)效果。

5、照明設備、交通設施檢查

檢查燈具完整性,電路正常否,燈柱有(yǒu)無損(sǔn)壞、鏽蝕、變形、標誌、標線是(shì)否完整、清(qīng)晰、有效。

(二)、橋梁上部結構的檢(jiǎn)查

橋(qiáo)梁上部結構是橋(qiáo)梁的主要承重結構,它往往由(yóu)許多基本構件組成,例(lì)如梁、板(bǎn)、拱肋(lèi)(片)等(děng)。因此對橋梁上部結構的檢查,就(jiù)是對這(zhè)些基本受力構件的工作狀況進行(háng)檢查。具體檢查工作內容如下

1、基本(běn)受力(lì)構件(jiàn)缺陷及損傷檢查

根據橋梁(liáng)結構形式、構件(jiàn)種類、建橋環境、施工質(zhì)量以及使用情況等不同,在基本構件上缺陷(xiàn)產生的(de)部位、種類和程度也不同。對於混凝(níng)土公(gōng)路橋上部結構的基(jī)本構件,缺陷通常有混凝土開裂、剝(bāo)離、斷麵破損、鋼筋外漏及鏽蝕、混凝土本身質量不足、異常變形等(děng)。其表現為表麵裂縫(féng)、蜂窩、麻麵、空洞、露筋、剝落、遊離石灰(huī)、縫隙夾層等(děng)現象。

以鋼筋混(hún)凝土橋麵(miàn)板損傷破壞為例,說明其損害原因。

1)、橋麵板斷裂。大多因(yīn)為(1)作用的車輛荷載過大。隨著近年來汽車的(de)大型化,載重增加以及超載違章車輛的增加(jiā),對(duì)橋麵板有很大(dà)影響的單車重力或輪荷載已超過(guò)了現有橋梁的(de)設計(jì)荷載等級。(2)衝擊影響。由於橋(qiáo)台下沉致使路橋(qiáo)接合處或由於伸縮縫的損壞等原因(yīn)而出現高差,車輪經過時(shí)產生較大衝擊力。

2)、橋(qiáo)麵板碎裂。大多因為混凝(níng)土級配和施(shī)工質量不好而造成強度不足、蜂窩麻麵等缺(quē)陷,從而致使荷載作用下產生破壞(huài)。

3)、由鋼筋鏽蝕而引起的抗彎強度不足遭到的破壞。橋麵板裂縫,雨水下滲,從而鋼筋再次鏽蝕,加(jiā)劇其損害,形成惡性循環。

4)、橋麵板剛(gāng)度不夠而引起的(de)裂縫。由於橋(qiáo)麵板較薄,因此在車(chē)輪荷載作用下容易引起較(jiào)大的變形(xíng)以致產生較大的(de)裂縫。

5)、由主梁的影響而引的(de)破壞。(1)連續梁橋、懸臂梁橋、桁架(jià)拱的橋麵板由於主梁(liáng)上部在荷載作用下(或基礎(chǔ)沉降)產生負彎矩或拉力,從而會出現裂縫,此類裂縫往往會反射到橋麵。(2)主梁(liáng)的不(bú)均勻沉降。由於基礎的不均勻沉降導致主(zhǔ)梁沉降(jiàng),由此影(yǐng)響到橋(qiáo)麵(miàn),多出現縱向裂縫。

6)、拱橋或箱梁(槽形梁(liáng))橋梁結構中采用小(xiǎo)拱板或空心板做橋麵板時,由於小拱板或預製的空心板強度不足或(huò)施工不良,與主梁連接(jiē)不好,而引起板(bǎn)的折裂、破損、甚至掉落,形成(chéng)空洞(dòng)。

對於公(gōng)路混凝土橋梁(liáng),由於某一缺陷(xiàn)日積月累的變化,加上環境影響,有擴大的危險。另外,在混凝土公路橋梁中,缺陷(xiàn)和原因不是一一對應的,不少情況是某一個原因為(wéi)誘發源,其它(tā)則多為(wéi)促進(jìn)缺(quē)陷發展的(de)原(yuán)因。

因此,在基本(běn)構件的檢(jiǎn)查中,一定要細(xì)心觀察,發現缺陷後,應結合觀察到缺(quē)陷的種類、部位、範圍及嚴重程度,從設計、施(shī)工及使用年限,使用狀態記錄出發,進行綜合分析,使之得到(dào)切合實際(jì)的初步判斷。

2、基本構(gòu)件的(de)橫向聯係檢查

橋梁上部結構的整體性是靠基本構件的橫向聯係來(lái)保證。

對於起橫向聯係的構件(jiàn)狀況檢查一般包括它們本身狀(zhuàng)況檢查及(jí)它們與基(jī)本構件連接狀況的檢查。

對於梁式(shì)橋(qiáo)的橫隔板,應檢查橫(héng)隔板上的缺陷及(jí)裂縫情況,還應檢查連接鋼板是否外露、有無(wú)鏽蝕現(xiàn)象等等。

對於雙曲(qǔ)拱橋,應檢查(chá)橫係梁(板)上的(de)裂縫情況(kuàng),檢查與拱肋連接處是否有脫離現象,還(hái)應檢查肋和波接合處情況等等。

對(duì)於桁架拱(gǒng)橋,應檢查橫隔板與主桁(héng)片、微彎板與主桁片的結合處情況等等。

3、基本受力構件(jiàn)及幾何(hé)縱軸線的檢查

一(yī)般量測基本構件的實際長度及截麵尺寸。構件連接處的(de)完整(zhěng)性及線形,可以采用隨機抽樣調查方(fāng)法進行。

基本受力構件的變形(下(xià)撓(náo)扭(niǔ)曲(qǔ)側屈、位移等(děng))及裂縫調查應重點深入。

基本構件縱軸線的檢查,對梁(liáng)式橋,指的是主梁縱軸線向下撓曲的測量;對於拱橋,指的是主拱圈實(shí)際拱軸線形狀(zhuàng)及拱頂變形量的測量。基本構件縱軸線的檢查可以通過外表目測,發現有(yǒu)明顯變(biàn)形(xíng)時,再用精密(mì)儀器測量。

(三)、支座的檢查

梁式橋支(zhī)座的作用,主要是將上部結構重量及車輛荷載傳(chuán)遞給墩台,並完成梁體所需要(yào)的變形。

支座上存在的缺陷往往會造成橋梁上部結構和墩台的工作不良,造成較弱部位的(de)某些損傷

支座的病害大體(tǐ)有:

1、支座本身:止浮裝置的損害;限製(zhì)移動裝(zhuāng)置的損害;輥軸的偏移和下降;銷子和輥軸的破壞;支座構件(jiàn)裂痕;螺母鬆動;帶頭螺栓固定(dìng)螺栓的脫落;滑動麵、滾動麵鏽死;下底板的破裂;各構件的腐蝕;插座相互間(jiān)接觸。

2、支座(zuò)底板:錨栓切斷;填充砂漿裂縫;支座底(dǐ)板混凝土碎裂;支座墊石壓壞、剝離。

因此,對橋梁支座的檢查應進(jìn)行以下幾個方麵的內容:

1、簡易墊層支座的(de)油氈是否老化破裂;

2、鋼(gāng)板滑動(dòng)支座和弧形支(zhī)座(zuò)是否幹澀、鏽(xiù)蝕;

3、擺式支座各部分相(xiàng)對位置是否正確,受(shòu)力是否均勻,鋼筋混凝土立柱是否(fǒu)損壞;

4、橡膠支(zhī)座是否老化、變形,位(wèi)置是(shì)否正確;

5、滑動鋼盆橡膠支座的固定螺栓有無(wú)剪斷破壞,螺(luó)母有無鬆動;

6、活動支座是否靈活,實際位(wèi)移是否(fǒu)正確;

7、是否有對於滑動麵、滾(gǔn)動麵夾(jiá)雜塵埃和異物,以及防水裝置和排(pái)水裝置等的缺陷而產生的漏水、溢水等。

(四)、橋梁墩台的檢查

橋梁墩台的檢查主要是墩台身缺陷及裂縫檢查,墩台變位(沉降、位(wèi)移、傾斜)的檢查。

對於(yú)鋼筋混凝土的墩台身來講,比較常見的缺陷是混凝土的凍漲引起剝離(lí)、混凝土的風化、掉角及船(chuán)隻碰撞(zhuàng)造成的(de)表麵混凝土(tǔ)擦痕、露筋、支座下(xià)混凝土局部承壓而造成損壞;比較常見的裂縫形態是墩台身(shēn)沿主筋方(fāng)向(xiàng)的裂縫或沿(yán)箍筋的方向的裂縫(這些裂縫一般數量不多)、蓋梁上與主筋方向垂直的豎向裂縫。

對於磚、石(shí)及混凝(níng)土的墩台身來(lái)講,比較常見的缺(quē)陷是砌體的砌縫砂漿風化、大(dà)體積混凝土內(nèi)部的空洞引起的破損等;比較常見的裂縫形態(tài)是墩台身的網狀(zhuàng)裂縫及(jí)豎向裂縫(沿墩台身高度方向(xiàng)發展延伸)。

橋梁墩台身缺陷及裂縫檢查,可以采用目(mù)測或(huò)借助於一些工具(例如用小錘輕敲以檢查表麵風化程度、剝落(luò)情況(kuàng)及(jí)內部空洞,用讀數顯微鏡(jìng)檢查裂縫最大寬度等)來完成。

對於墩台的沉降、位移和傾斜情況的檢查,一般可以先由目測並結合橋梁上部結構檢查進行初步判斷。例如對於簡支(zhī)梁橋,當上部結構檢(jiǎn)查(chá)發現主梁在墩頂傾斜、伸縮縫頂死的情(qíng)況,可以初步判定橋墩可能有傾(qīng)斜或不均勻沉降;對於雙曲拱橋,當主拱圈檢查中發現拱(gǒng)頂下沉較多及(jí)主拱肋(lèi)上有(yǒu)較多的徑向(xiàng)裂縫(féng),那麽也可以初步認為橋台可能有水平位移存(cún)在。再進行詳細(xì)調查。

橋梁(liáng)墩台的沉降量詳細檢驗用精(jīng)密(mì)水準儀測量,嚴格按國家一、二等水(shuǐ)準測量規定進行,並應閉合在兩岸(àn)的永久水準點上。觀測點一般選在墩台頂麵的(de)兩端,其觀(guān)測標(biāo)誌可用在墩台上(shàng)埋置(zhì)的鉚釘頭作為水準觀測點。

橋梁墩(dūn)台的傾斜情況詳細檢查可以在墩台上設(shè)置固(gù)定的鉛垂線測點,用全站儀或(huò)吊(diào)垂球測定墩台傾斜度。

中小跨度橋梁墩(dūn)台水平位移的觀測可用(yòng)特製的鋼線尺固定拉力作懸空(kōng)丈量(liàng),直接將丈量結果與竣工(gōng)資料比較。鋼線尺最好是銦鋼製成,以免氣(qì)溫變化的(de)影(yǐng)響。

對於拱(gǒng)橋墩台(tái)水平位移(yí)的檢查,可(kě)用如下方法:

1.若有完整的竣(jun4)工資料,橋(qiáo)台水平位移(yí)可根據小三角測(cè)量求得跨徑,與竣工時(shí)跨(kuà)徑(jìng)值比較(jiào)得(dé)到;

2.若沒有竣工資料,則需要根據(jù)實(shí)測(cè)拱軸線取得拱頂的下沉量,扣除因設預拱度(dù)不夠而下沉得到的差值,再以此(cǐ)除以拱頂處推力影響線坐(zuò)標,可以得到橋台的水平位移的估算值。

(五)、橋梁基礎(chǔ)的檢(jiǎn)查

對於墩台(tái)基礎的檢查,主要指墩台(tái)基礎的衝刷情(qíng)況和缺陷情(qíng)況的檢查。

在水中的橋墩,因為直接阻水,除了一般的衝刷以外,還有局部衝刷,在橋墩(dūn)處形成局部漏鬥形河床(chuáng)。當河床為(wéi)厚砂(shā)礫卵石層時,因水流(liú)帶動砂礫石運動,會對鑽孔灌注樁造成嚴重的磨損(sǔn),甚至使樁中鋼筋外露。特別是(shì)在地麵或低水位以下、凍結線以上或衝刷線附近,基礎或墩身常有環帶狀腐蝕,基(jī)礎周圍表麵鬆散,嚴重者使混凝(níng)土形成空洞。

對於混(hún)凝土或漿砌片石擴大基礎,主要缺陷(xiàn)是(shì)基礎鬆散破(pò)裂和基礎下衝空。

當橋梁墩台有傾斜(xié)、位移(yí)或(huò)在活載作用下墩頂位移較大時,往往可能是基礎有病(bìng)害,應進行挖探(tàn)檢查:

1、在河床無水或淺水(shuǐ)墩台,可設圍堰防水直接(jiē)挖至基(jī)礎檢(jiǎn)查;

2、對於流速不大的深水墩台,可用圍堰(yàn)、封底進行抽水進行(háng)檢查。

另外還有激光(guāng)探測和振動檢(jiǎn)查方法,可以用來檢查墩台基礎中(zhōng)裂(liè)縫、斷裂(liè)、衝空等病害。

三.結束語

橋梁現場病害的發生不是一(yī)朝一夕可以完(wán)成(chéng)的。而是由多種因素(sù)綜合影響的結(jié)果。一種(zhǒng)病害的發(fā)生往往引起連鎖反應,其它(tā)病害也會(huì)隨之而來。橋梁檢測工作技術複雜、操作難度(dù)大、科技含量高,而且是高空和危險作業。擔負任務的工程技術人員責任重大,不僅要求工作人員(yuán)要有豐富的實際現場經驗,而且同時需要堅實(shí)的理論基礎作(zuò)為指導。隻有把實踐(jiàn)和理論充分結合(hé)起來,工程技術人員(yuán)才能(néng)對橋梁做出正確的檢測和評估,設計出切(qiē)實可行的(de)加固方法,從而增強橋梁的(de)使用能力,延長橋梁(liáng)的使(shǐ)用壽命(mìng)。

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