道路橋梁工程檢測技術研究

張仁杰

(許昌市公路管理局,河南 許昌 461000)

一、道路橋梁使用中常見的問題

道路橋梁在建成后會因為使用不當或者使用年限久遠而產生各種各樣的問題，如果不及時處理就會導致坍塌，也可能造成道路上的物品受到損失，甚至對人身安全造成威脅。那么就具體分析下，造成道路橋梁的病害原因有什么。沒有合理的設計方案;在施工與技術上不配合最后工程的施工規劃不明確，在道路橋梁建成后，會有初期的運行適用階段，這個時候道路橋梁出現比較嚴重的病害，這在道路橋梁以后的使用中造成很大的損傷，主要也會影響承載能力;在道路橋梁的施工過程中，必須按照規范執行，如果在施工中不規范，那么施工的質量差工程完成也達不到預期的標準，在使用的時候就會容易出事故;有的道路橋梁在建成的時候，感覺工程質量很好達到了要求，在運行期間也滿足了建筑的要求，但是在運行一段時間后，就會發生問題，可能道路橋梁達不到承載的要求;有時候道路有問題，不是后期運行出現的，可能是在道路橋梁建成后進行的檢測工作不到位，有問題的地方而沒有發現存在安全隱患，在現在這個階段我國的道路橋梁測量水準與國外還有些差距。

二、道路橋梁工程檢測的方法

(一)道路橋梁的靜載試驗

一般而言，道路橋梁靜載實驗主要用于判斷道路橋梁結構的工作性能，判斷其最大承載力，檢測道路橋梁結構的質量、可靠性及安全性，通過驗證道路橋梁結構的相關理論來完善橋梁結構的施工技術等等。道路橋梁靜載試驗分為三個階段，即試驗準備階段、加載試驗及觀測階段和分析總結測試結果階段。在試驗準備階段，首先要綜合考慮以下條件來確定試驗孔(墩、臺)，該孔(或墩)工程質量較差，病害較多;該孔(墩、臺)的計算受力最不利;該孔(墩、臺)搭設腳手架或設置測點時便于操作。確定了試驗孔(墩、臺)之后再進行試驗方案的選定，而試驗方案一般包括試驗目的及測量要求的確定、試驗內容的安排、試驗程序的制定、試驗人員的組織和分工、加載和測量方法的判斷、安全措施的選擇等等。加載和觀測階段是道路橋梁靜載試驗的核心，在此階段，要在前期準備充分的基礎上，依據先前制定的試驗方案對道路橋梁結構施加試驗荷載，在測試儀表的輔助下進行觀測，通常道路橋梁觀測項目有結構的最大撓度、支座沉降程度、裂縫寬度、結構的最大拉力應力和最大壓力應力、結構整體的變形程度等等，在觀察后取得試驗一系列數據。在試驗的計算分析階段，應做好結構撓度的計算、測點應力的計算、主應力的計算、截面應力的計算、殘余變形值的計算以及荷載橫向分布影響線的計算等等;而在試驗的總結階段則應做好試驗資料的分析整理，為橋體結構強度、剛度、抗裂度的進一步研究奠定基礎。

(二)橋梁的動載試驗

動載試驗是指采用震蕩方法激起橋跨結構的振動，繼而通過傳感器、放大器和記錄系統記錄下橋梁結構的振型、固有頻率、動力沖擊系數等物理量，判斷橋梁結構的運營性能和整體強度。對于公路實橋的橋梁結構，可以采用讓一輛或多輛滿載重車進行跑車、跳車和剎車試驗來進行檢測;而對鐵路橋的測試則可以采用機車牽引滿載車以不同速度過橋或橋上進行制動的方式。與靜載試驗相比，動載試驗在試驗目的、方法和數據分析等方面均有所不同。動載試驗的試驗目的主要是測定橋梁結構的固有頻率、阻尼特性、振型和結構動力響應等，在測試方法上，主要采用自振法、脈動法等激振方法，通常情況下兩種方法結合起來使用。

(三)道路橋梁的混凝土無損檢測技術

常用的混凝土無損檢測技術包括對混凝土強度的無損檢測、對混凝土缺陷的無損檢測及其他性能的無損檢測。對混凝土強度的無損檢測包括半破損法、非破損法、綜合法等方法。半破損法是指采用鉆芯法、射擊法等方法對構件直接進行局部破壞性試驗，前提是不能影響構件的承載能力。它的特點是直觀性強、可靠性高，缺點是會造成局部損傷，不適用于大面積檢測。與破損法相對應的是非破損法，是指在不對混凝土造成任何局部破壞的前提下，以混凝土強度與某些物理量的相關性為基礎，通過相關關系分析來推測混凝土的強度。它的特點是測試方便、無需花費大量修補費用，但推測結果的可靠性受同測物理量的影響程度較大。綜合法指的是運用兩種或兩種以上無損檢測的方法，從不同的角度測定混凝土的強度，該方法主要依據多項物理參量的測量，在此基礎上建立混凝土強度與這些物理參量的綜合相關關系。對混凝土缺陷的無損檢測主要包括超聲脈沖回波法、紅外熱譜法、雷達掃描法、聲發射法等方法。混凝土的其他性能主要有含水量、滲水性、密實度、碳化深度、含氯鹽量、受凍層深度、水泥含量等等，而這些都是導致鋼筋銹蝕的因素。

三、道路橋梁的檢測技術

(一)超聲波檢測技術

超聲波檢測技術之所以可以檢測道路橋梁的缺陷問題是因為利用超聲波檢測儀所發出的聲波在道路橋梁中所表現的傳播速度、波幅、主頻率等參數進行檢測，這些參數與標準參數進行對比檢測是否有缺陷。最常用的利用超聲儀器檢測的方法就是穿透測試法雖然很方便但是在使用時有限制，在使用這個技術進行測試時不能測評隧道混凝土的結構。因為超聲波檢測是利用聲波的穿透進行檢測，而對于儀器能否捕捉到缺陷信號也是這個技術發展的關鍵問題。所以在用超聲波檢測技術對道路橋梁進行檢測時，常常采用將多測點數據進行比較的方式，利用概率統計原理對檢測數據進行處理，然后對缺陷狀況進行評估，因此超聲波檢測技術的直觀性較差為了獲取較高的檢測精度需要進行多點檢測。

(二)聲發射法檢測技術

由于材料內部結構不均勻或者存在不同性質的缺陷，局部應力的集中會導致不穩定的應力分布，材料在產生裂縫、發生塑性變形以及斷裂過程中，會釋放出部分應力，使之以應力波的形式向四周擴散，即為聲發射。道路橋梁中的混凝土結構在荷載作用下發生變形，當變形超出設計要求時，就會出現裂紋，以波的形式釋放能量。運用聲發射法對道路橋梁進行檢測時，將聲發射器放置在需要檢測的部位，通過檢測不同位置收到的聲波時間差，就可以明確缺陷的發生位置。

綜上所述，道路橋梁檢測技術已成為道路橋梁日常管理和維護的重要組成部分。要建立一套道路橋梁試驗的檢測系統，實現道路橋梁安全保障的系統化、智能化，不僅要求工作人員擁有豐富的現場實踐經驗，同時還要有堅實的理論基礎，將理論和實踐科學結合起來，有效獲取每一項檢測數據，及時消除安全隱患。