鋼筋混凝土橋梁的安全檢測和技術狀況研究

(重慶交通大學 建筑與土木工程 重慶 400074)

一、概述

(一)橋梁安全檢測的必要性

橋梁結構經過時間的推移，橋梁的穩定性將會不斷被削弱。所以要不斷加強對橋梁穩定行和強度的檢測，并利用現在智能技術智能的檢測橋梁的穩定性。對于穩定性的評估，要準確的評估橋梁結構相互聯結的穩定性，保證車輛在投入使用橋梁上的舒適性和穩定性，具有極大的社會意義。

(二)橋梁安全檢測的內容

橋梁結構的檢測內容包括三大類，即結構材料檢測、地基基礎檢測和上部結構檢測[1]。

檢測主要包括橋梁的結構構件材料的強度、缺陷和銹蝕等。

第二類主要是檢測橋梁的地基基礎，包括橋梁樁基礎的檢測，以及橋梁地基的承載力，支座承載能力試驗，管柱檢測。

第三類主要是檢測橋梁的上部結構，包括：橋梁路面和結構的伸縮裝置的損壞度檢測；以及橋梁各種結構之間的穩定性；橋梁鋪裝等其他相關設施的檢測。

二、橋梁鋼筋混凝土材料的檢測方法

(一)回彈法

回彈方法使用帶彈簧驅動的錘子工具，通過頂桿(棒)撞擊混凝土表面，并測量重量回到回彈值(回彈和初始彈簧長度)的距離?；貜椫底鳛樵u估混凝土強度的指標。它是一種表面硬度法，是一種基于硬度和混凝土表面強度相關性的檢測方法。在投入使用的橋梁鋼筋混凝土的抗壓強度通過特定的函數公式能推算出其抗壓強度。根據它們之間的關系，可以計算混凝土的強度?；貜椃椒苡行Х从郴炷帘砻娴暮穸葹榧s3厘米的強度，并且其有效測量的厚度為1.5厘米，回彈儀器簡單且方便攜帶，所以它被廣泛使用，主要用于檢測混凝土強度，橋梁工程以及混凝土均勻性的評估。

(二)超聲波法

隨著超聲波檢測儀器的不斷發展以及現場的研究得出，超聲波在鋼筋混凝土內的傳播速度隨著混凝的土抗壓強度的不同隨之變化。所以越來越多的研究指出可以利用超聲波檢測混凝土的缺陷。經過試驗得出，混凝土的彈性性能與聲速也有一定的關系。而且，鋼筋混凝土的強度大小可以由它的表面彈性強度換算得來。在函數中，雖然不能成比例的關系，但是在特定情況下，可以采用比例關系。混凝土的抗壓強度越高，超聲波在混凝土中的傳播速度越快。

(三)超聲-回彈綜合法

超聲回彈綜合法是利用超聲波在混凝土的傳播速度、鋼筋混凝土的彈性性能和表面強度測量一定區域混凝土的損傷程度和強度。通過混凝土的強度和表面硬度的關系，在加上用超聲波測試儀在混凝土中的聲速代表值，利用兩者的關系換算出混凝土的強度值。超聲波檢測難以對混凝土的內部壓實作出準確的反應，而且對人員、設備的要求較高和人員之間測量結果的差異也很大；采用回彈法時，要求比較低，但不能反映混凝土的內部密度，所以兩者的結合可以避免相互影響，提高精確度，同時具有很多優點。

(1)減少在混凝土的強化期和混凝土含水率的影響。

(2)兩者優缺點互補。

(3)提高準確率。

三、橋梁結構的安全檢測

橋梁投入使用后，會受到不同程度的沖擊力和荷載作用。隨著時間的推移，橋梁結構的穩定性會不斷削弱，橋梁的不同部位會發生各種不同程度的病害。基于上述研究和理論，也會對橋梁的動力響應產生不同程度的影響。在持續的研究中，分析和總結了很多種方法，特別是采用實驗模態分析橋梁結構的方法，并提出了一種用于檢測動態響應的動態系數法。

當汽車在橋上移動時，橋梁結構會產生振動。 當橋梁的結構受到損傷時，其動態響應的系數與正常狀態下相比會變化。鑒于以上原理，可以在橋梁結構的關鍵部分，如橋墩的下部，安裝一些振動探測器可用于測量橋梁的動態響應。 在分析信號并記錄其值之后，估計并判斷其動態響應值是否超過允許值。從動態響應值的變化大小來對橋梁結構的穩定和健康度進行評估。

多種沖擊力和作用引起動力系數變化的原因：

(1) 活荷載(如車輛)以一定的速度通過；

(2) 橋梁不光滑(粗糙)和車輪之間的摩擦；

(3) 各種行駛車輛的荷載產生的動力效應。

當有車輛在橋梁上行駛時，車輛會對橋梁產生一種沖擊力。由于橋梁在投入使用后，橋梁結構的穩定性和混凝土強度會發生改變。此時，車輛通過引起的動力系數會改變。

當橋梁結構受到損壞時，在荷載對橋梁的作用下，傳感器接收到的信息必然不同，其產生的動力效應必然也不同，動力系數隨之變化，理論上會增大?？梢允褂秒娮钁兤蚣t外線撓度儀來測量橋的動態和靜態電壓以及動態和靜態偏轉信號。然后通過信號采集系統采集信號，采用專用軟件檢測并記錄車輛運動及其計算所引起的動力系數的大小。然后對動力系數的值進行分析，確定其值是否在安全范圍內，最后根據以上分析，對橋梁的安全和穩定性做出評判。

四、結語

橋梁的健康檢測和技術評定不能在一種方法下進行，應該全面考慮橋梁在不同地區、不同結構的病害。實事求是，針對各種病害具體問題具體分析，不可一昧的使用高科技工具。為了測試橋梁性能和技術評估，如何使用更智能的技術檢測技術來進行更精確和更準確的檢測；怎樣精簡評定流程，同時，也要對簡化之后的評定分析結構的準確性，以及簡化后的分析結果能否反映橋梁的的真實情況，尚待研究。