公路橋梁檢測技術的探究

仲 華

(杭州市交通工程集團有限公司)

1 公路橋梁檢測的原因

(1)公路橋梁沒有充分的設計和施工資料作為質量檢測依據;(2)公路橋梁的施工質量不符合規范要求，同時與公路橋梁的設計要求也有差距;(3)公路橋梁在竣工試用一段時間以后發現了較為嚴重的病害和質量隱患，對其承載力有重要影響;(4)公路橋梁的質量滿足要求，但是要求進一步提高它們的承載力;(5)為了獲得更豐富的相關資料，公路橋梁需要進行超設計標準的檢測。此外，一些短期的檢測工作已經不滿足現在大型公路橋梁的質量要求，需要對它們進行更長時期的檢測和健康監護。

2 公路橋梁的外觀檢測

對公路橋梁進行檢測，首先要對其外觀進行病害分析，從整體把握公路橋梁的外觀病害。

(1)以公路和橋梁的受力特征作為依據確定檢測點。橋梁的監測點確定可以根據橋型來確定，例如通常對橋梁進行檢測的重點為橋梁跨中區域出現的裂縫等，橋梁連接部位的狀態和情況，以及橋梁各個構件的質量等。而公路的受力點則是比較平均的，一般為公路中部大型機車常通過的部分。

(2)對公路和橋梁的各個部位進行逐個檢測。一般來說，我們通常將橋梁結構分為三部分，及上部、下部和附屬結構，而公路被分為路基和路面兩個主要部分。在它們的構成結構中都有其各自的受力特征，因此存在的病害也具有一定的相似性，對于一般性病害，只要按照平常的方法進行接觸即可，但是如果出現的病害較為少見，則要仔細分析其原因，找出相應的解決方法。此外，在找出引起病害的原因后還要對公路橋梁的損害程度進行估計，并以此為依據來判斷是否對公路橋梁進行進一步的檢測和加固，以保證它們的運營。

(3)對公路橋梁的內部缺陷進行檢測。公路橋梁的內部缺陷主要指建筑材料出現的缺陷，例如混凝土構件和鋼筋等，其中混凝土構件的缺陷主要包括裂縫、層離、空洞等，而鋼筋則是受到銹蝕。這些缺陷不是通過對公路橋梁的外觀進行檢測就能夠發現的，所以還要依賴于其他精密的檢測技術。目前較為廣泛使用的是聲波檢測法和超聲波探傷法等技術。

(4)對公路橋梁的建設材料的特性進行調查。公路和橋梁的樣式越來越多樣化，而且建設工藝也在不斷地進步，應用于公路和橋梁結構建設的材料種類也隨之增多，但是目前較為常用的還是鋼筋和混凝土。其中，通常將涉及和施工相關的資料作為鋼筋強度選擇的依據，而且不再對它們進行再次檢查，所以，在對鋼筋的質量進行懷疑或者相關資料不準確的情況下要切實采取措施對這些鋼筋進行試驗以保證公路橋梁質量。

(5)公路橋梁的混凝土強度檢測。混凝土的強度不是一成不變的，它隨著時間的變化會出現一些特性的變化，對于大型橋梁來說，要對使用的混凝土的同期的試塊進行強度測試。如果沒有試塊，則是采取其他方法進行強度測定，常使用的方法有回彈法，貫入法和斷裂法等。這些方法在很多國家都有相應的使用標準。此外，即使是專業人員對混凝土的強度進行測定，如果使用的方法不同，也會出現誤差，一般在百分之十左右。而且混凝土的濕度不同也會對檢測結果造成一定的影響。

(6)橋梁的鋼筋銹蝕評估。在公路橋梁使用一段時間后，其中的鋼筋結構會出現一定程度的銹蝕狀況，主要是由混凝土的密實度、滲水性等因素的影響，而且相互的，鋼筋的銹蝕還會導致混凝土的損壞。通常，只要用敲擊的方法對鋼筋進行檢測就會發現較為嚴重的鋼筋銹蝕狀況。

(7)公路橋梁的結構性能檢測。在對公路橋梁的整體性能進行了概括的了解后，還要對它們的技術規范和要求進行檢查驗算，特別要注意的是，這些參數要以實際的實物數據為標準，在需要的時候還要進行折減，并將一些相關因素考慮在內。如果驗算結構與公路橋梁的要求不相符，就要重新建設，對于不需要重建的部分還要進行更深入的鑒定驗算。

(8)如果公路橋梁的相關建設資料不足，會降低驗算結果的可靠性。這時，要進行更為精細的檢測，即靜載試驗或者動載試驗等，對公路橋梁的受力情況有一個更為準確的估算。

3 公路橋梁的檢測技術

3.1 靜動載試驗

(1)公路橋梁的靜載檢測技術

①以檢測目的為基礎獲取主要數據。公路橋梁是一個整體，所以在對其進行檢測不能涉及到各個方面，所以，要根據外觀檢測的結構和其他鑒定工作作為依據來確定需要進行進一步測定的部位，并獲取相關的參數。在檢測時，我們要把握檢測重點，以提高數據的可靠性和精確度。

②對于橋梁來說，通常情況下，要對舊橋的上部的受力特性進行檢測和鑒定，所以，橋梁截面的應力應變情況就是監控的主要內容，以及一些在正常狀態下的參數也是需要測試的內容。而且布置應力應變點時，一般在橋梁的內力和附加控制界面，并在橋梁的上部選擇一些具有代表性的不穩設置檢測點，保證這些檢測點的檢測結構能夠反映出整個控制面的情況。此外，還要對橋梁索結構的索力和其他一些在外觀檢測中發現的病害部位進行檢測。

③靜載試驗現場組織安排。首先試驗人員要具有一定的專業經驗，能夠在檢測地點準確的布置試驗儀器，保證試驗數據的準確性。然后再進行試驗的最關鍵的工作，即試驗，它不僅需要檢測儀器的支持，還需要進行充分的準備工作，保證試驗工作的順利進行。

④分工。公路橋梁檢測不僅涉及到了空間范圍，還需要檢測人員長時間的工作，所以，我們要盡力做好準備計劃，保證檢測人員在各個階段都能夠有條不紊的工作。

(2)橋梁的動載試驗

所謂的橋梁動載試驗，就是指通過對橋梁施加一定的附加振動力，使得橋梁發生振動，并對產生的振動信號進行測試和記錄，進而得出相應的橋梁的結構頻率，了解橋梁的基本情況和工作狀態。

動載試驗是最基本的動力測定方法，它以應用理論和試驗為基礎，對橋梁的震動問題進行檢測的主要方法。主要包括橋梁結構的動力特性檢測、動載響應的試驗等。

3.2 公路橋梁的混凝土強度檢測

目前，對混凝土的強度進行檢測的主要方法為無破損和半破損檢測方法。其中無破損檢測方法主要有超聲回彈綜合法和散射法等，而半破損檢測方法主要包括鉆芯法、Windsor 探針貫入法等。不同的檢測方法以不同的原理為支撐，而且檢測結果和要求也各自不同，但是無論使用哪種方法，在檢測前都要對各方面因素進行綜合考慮。

3.3 公路橋梁的混凝土質量檢測

目前使用的混凝土質量檢測技術為BCT 橋梁CT 技術，它通過對橋梁的混凝土結構進行檢測，使得檢測人員對混凝土的病害和建設水平有一個較為詳細的了解，為進一步的質量檢測和綜合治理提供依據。BCT 橋梁CT 基礎是通過聲波在混凝土中的速度來測定混凝土的密度和均勻性等參數的，進而來了解橋梁結構中的混凝土質量和出現的損害程度。聲波在混凝土中的傳播速度可以被作為混凝土抗壓強度的評價指標。而且聲波是速度與混凝土的抗壓強度呈現正比關系，即聲波速度越快，混凝土的抗壓強度越強，而且這一結論也被大量的試驗和理論研究所驗證。BCT 橋梁CT技術就是以這一原理為基礎，在橋梁建設過程中對橋梁混凝土的質量進行檢測，而且檢測結果準確度較高，以為橋梁的質量提供保障。同時，BCT 橋梁CT 技術不僅可以為在橋梁建設過程中對混凝土進行質量控制，通過橋梁的混凝土進行檢測及時的發現存在的安全隱患，進而及時的改進施工技術，與此同時，這項技術還可以對混凝土已存在的病害進行診斷。總之，BCT 橋梁CT 技術既可以發現存在的問題還可以作為檢測技術來檢查處治效果。

3.4 公路橋梁的光線和其他位傳感器檢測系統

目前研究出一種應用光線作為測量工具的公路橋梁檢測系統，即光纖傳感器，它通過將光信號作為變換和傳輸的載體，并利用光線作為傳輸工具來傳輸信號，進而對新澆筑混凝土內的空隙進行檢測。同時，光纖光柵也被用作遙測變形。它還能夠對材料是否失效，以及混凝土結構的堿反應和裂紋的進行檢測。如果光纖傳感器經過優化，那么它不僅占用空間小，而且重量也較輕，只需較低的電壓就可以帶動，對使用環境也沒有過高要求，此外，經過優化的光纖傳感器還不受電磁波的干擾，進而降低了使用成本。

3.5 公路橋梁的無損檢測技術

無損檢測技術隨著技術的進步得到了快速的發展，目前已有的檢測技術主要包括紅外線檢測，聲發射以及磁試驗等。一般來說，傳統的橋梁檢測方法可以對橋梁的整體外觀和部分進行檢測，同時還可以對橋梁的構成組件、節點等特殊部位的損傷進行準確的判斷，盡管如此，這種技術仍然不能對橋梁的整體狀況有一個全面、系統、準確的認識，對橋梁結構的安全性和剩余使用時間也不能給以系統的判斷。所以說，一種更為現實的損傷檢測技術必須不僅具備對整體狀況進行鑒定，還要具備對局部細節也可以進行檢測。現在對橋梁損傷進行識別的方法主要有兩種，即動力指紋法和模型修正法。其中動力指紋法是指通過對橋梁的結構動力等特性有關聯的動力指紋法的變化結果進行分析和判斷來確定橋梁結構的狀況。模型修正法是通過所獲取的資料，再對條件進行優化，對模型的剛度分布進行修正，進而獲取橋梁結構的剛度變化的情況，并以此為依據對橋梁的損傷部位進行確定。

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