橋梁檢測(cè)和狀態(tài)評(píng)估的應(yīng)用與研究

丁加兵

摘 ?要：文章闡述了橋梁檢測(cè)和狀態(tài)評(píng)估的執(zhí)行依據(jù)，分析了橋梁檢測(cè)和狀態(tài)評(píng)估的主要內(nèi)容，即橋梁承載能力、耐久性、適應(yīng)性以及材料檢測(cè)評(píng)估，并提出了常用的橋梁檢測(cè)和狀態(tài)評(píng)估方法，包括表觀檢測(cè)方法、局部檢測(cè)法、靜態(tài)檢測(cè)方法、動(dòng)態(tài)檢測(cè)方法，最后論述了橋梁檢測(cè)和狀態(tài)評(píng)估的實(shí)施流程，期望對(duì)提高檢測(cè)評(píng)估工作質(zhì)量有所幫助。

關(guān)鍵詞：橋梁檢測(cè);狀態(tài)評(píng)估;承載能力;耐久性

中圖分類號(hào)：U446 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2945（2020）32-0162-02

Abstract： This paper expounds the execution basis of bridge detection and state assessment， analyzes the main contents of bridge detection and state assessment， namely， bridge bearing capacity， durability， adaptability and material detection and evaluation， and puts forward common bridge detection and state evaluation methods， including apparent detection method， local detection method， static detection method and dynamic detection method. Finally， the bridge is discussed the implementation process of beam detection and state assessment is expected to help improve the quality of inspection and evaluation.

Keywords： bridge inspection; condition assessment; carrying capacity; durability

1 橋梁檢測(cè)和狀態(tài)評(píng)估的依據(jù)

檢測(cè)評(píng)估依據(jù)包括：（1）有效合同。橋梁檢測(cè)和狀態(tài)評(píng)估要由委托方向?qū)I(yè)的第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)委托檢測(cè)和評(píng)估任務(wù)，簽訂委托業(yè)務(wù)合同，要求檢測(cè)機(jī)構(gòu)嚴(yán)格履行合同義務(wù)，完成檢測(cè)評(píng)估工作;（2）規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)。橋梁檢測(cè)和狀態(tài)評(píng)估要以國家有關(guān)部門頒發(fā)的規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)、通知等文件為執(zhí)行依據(jù)，如《城市橋梁檢測(cè)與評(píng)定技術(shù)規(guī)范》《公路橋梁承載能力評(píng)定規(guī)程》《公路橋梁技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范》等;（3）原始資料。檢測(cè)機(jī)構(gòu)要以委托方提供的橋梁設(shè)計(jì)圖紙、施工組織設(shè)計(jì)、竣工設(shè)計(jì)圖紙以及相關(guān)資料為檢測(cè)評(píng)估依據(jù)。

2 橋梁檢測(cè)和狀態(tài)評(píng)估的內(nèi)容

（1）承載能力檢測(cè)評(píng)估。承載能力檢測(cè)評(píng)估內(nèi)容包括橋梁結(jié)構(gòu)完整性、結(jié)構(gòu)變形、主要部件裂縫、混凝土質(zhì)量、鋼筋銹蝕等方面。不同類型橋梁的承載力檢測(cè)評(píng)估側(cè)重點(diǎn)有所不同，如鋼結(jié)構(gòu)橋梁以檢測(cè)評(píng)估鋼構(gòu)件損傷、構(gòu)件彎曲變形、構(gòu)件裂紋為主;混凝土梁式橋梁以檢測(cè)評(píng)估混凝土強(qiáng)度、保護(hù)層厚度、鋼筋銹蝕程度為主;磚石橋以檢測(cè)評(píng)估水泥構(gòu)件裂縫、主拱圈開裂情況和尺寸變化為主。

（2）耐久性檢測(cè)評(píng)估。耐久性檢測(cè)評(píng)估主要是對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)抗疲勞損傷的性能進(jìn)行評(píng)估。以斜拉橋耐久性評(píng)估為例，其檢測(cè)評(píng)估內(nèi)容為：檢測(cè)評(píng)估索塔、斜拉索、下部結(jié)構(gòu)的混凝土碳化深度、保護(hù)層損傷、混凝土裂縫、混凝土強(qiáng)度、錨固系統(tǒng)損傷等情況;檢測(cè)評(píng)估橋梁腐熟設(shè)施伸縮縫、護(hù)欄、支座、排水設(shè)施、橋面鋪裝等情況。

（3）適應(yīng)性檢測(cè)評(píng)估。橋梁適應(yīng)性檢測(cè)評(píng)估一般是對(duì)單幅橋的交通運(yùn)營狀況進(jìn)行檢測(cè)評(píng)估，為橋梁使用和維修加固提供評(píng)估依據(jù)。適應(yīng)性檢測(cè)評(píng)估側(cè)重于橋梁承載力評(píng)定，主要包括荷載試驗(yàn)、外觀檢查、結(jié)構(gòu)檢算、專項(xiàng)檢測(cè)等方面，并結(jié)合有限元模型結(jié)構(gòu)仿真驗(yàn)算分析結(jié)果，出具橋梁適應(yīng)性檢測(cè)評(píng)估報(bào)告。

（4）材料檢測(cè)評(píng)估。橋梁工程材料檢測(cè)評(píng)估要以混凝土材料強(qiáng)度、鋼筋抗腐蝕能力檢測(cè)評(píng)估為主要內(nèi)容。具體包括：a.混凝土材料檢測(cè)。采用無損檢測(cè)技術(shù)，如回彈法、超聲波技術(shù)進(jìn)行混凝土強(qiáng)度檢測(cè)，綜合考慮影響混凝土碳化的因素，對(duì)混凝土強(qiáng)度是否符合橋梁設(shè)計(jì)要求進(jìn)行評(píng)估;b.鋼筋銹蝕檢測(cè)。根據(jù)混凝土中氯離子含量、混凝土碳化深度、混凝土電阻率等指標(biāo)，推測(cè)鋼筋銹蝕情況，并結(jié)合鋼筋自然電位的檢測(cè)結(jié)果，對(duì)鋼筋銹蝕狀況進(jìn)行綜合評(píng)估;c.鋼筋分布檢測(cè)。采用專用儀器設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)采樣，對(duì)鋼筋分布和保護(hù)層厚度進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)合橋梁結(jié)構(gòu)的使用性能，對(duì)工程材料用量和合理性進(jìn)行評(píng)估。

3 橋梁檢測(cè)和狀態(tài)評(píng)估的方法

（1）表觀檢測(cè)方法。檢查橋梁結(jié)構(gòu)的整體外觀情況，評(píng)估橋梁工程質(zhì)量和運(yùn)行維護(hù)效果。表觀檢查要重點(diǎn)檢查橋梁裂縫、橋墩位移、拱軸線坐標(biāo)、主梁結(jié)構(gòu)、橋臺(tái)結(jié)構(gòu)、橋面鋪裝、基礎(chǔ)承臺(tái)等具體情況，檢查重要部件和次要部件的損壞程度。在檢測(cè)中，若發(fā)現(xiàn)橋梁表觀破壞，則要結(jié)合狀態(tài)指標(biāo)對(duì)破壞原因進(jìn)行分析。如，表觀檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)橋梁下部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)混凝土裂縫現(xiàn)象，造成的原因可能是鋼筋布設(shè)問題;橋面車道板梁銜接處出現(xiàn)裂縫，造成的原因可能是鋼筋混凝土中的橫隔梁數(shù)量不足;橋梁混凝土強(qiáng)度不足，造成的原因可能是施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。

（2）局部檢測(cè)法。檢測(cè)中綜合采用多種檢測(cè)技術(shù)對(duì)橋梁局部狀態(tài)檢測(cè)，包括超聲波檢測(cè)技術(shù)、光學(xué)儀器檢測(cè)、X射線檢測(cè)技術(shù)等，這種檢測(cè)方法的檢測(cè)評(píng)估結(jié)果專業(yè)性強(qiáng)，但是檢測(cè)成本較高。局部檢測(cè)法要求檢測(cè)人員深入到工程現(xiàn)場(chǎng)了解局部工程的具體情況，制定局部檢測(cè)方案，確定局部檢測(cè)的適用技術(shù)。

（3）靜態(tài)檢測(cè)方法。檢測(cè)與橋梁結(jié)構(gòu)、性能相關(guān)的參數(shù)，用以衡量橋梁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度和抗裂性能，將其作為承載能力評(píng)估依據(jù)。靜態(tài)檢測(cè)方法包括：a.通過檢測(cè)橋梁靜應(yīng)變，測(cè)定橋梁部件的內(nèi)應(yīng)力分布情況;b.通過檢測(cè)橋梁靜位移參數(shù)，測(cè)定橋墩位移、橋梁擾度、橋梁兩端位移情況。在檢測(cè)中，要選取最不利承載區(qū)域、施工質(zhì)量較差區(qū)域、搭設(shè)腳手架區(qū)域作為檢測(cè)區(qū)域，在上述區(qū)域鉆取試驗(yàn)孔，使試驗(yàn)孔可代表橋梁結(jié)構(gòu)的整體情況。

（4）動(dòng)態(tài)檢測(cè)方法。采用動(dòng)力荷載實(shí)驗(yàn)，評(píng)估橋梁的承載能力和橋面通行狀態(tài)。在檢測(cè)中，檢測(cè)部位為橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力效應(yīng)最大的構(gòu)件，通過試驗(yàn)分析該構(gòu)件的結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性和動(dòng)載響應(yīng)情況，獲取部件控制界面的動(dòng)變形和動(dòng)應(yīng)力數(shù)據(jù)。橋梁動(dòng)態(tài)檢測(cè)內(nèi)容包括橋梁動(dòng)力頻率、振形、阻尼比等特性值，以及橋梁沖擊系數(shù)、動(dòng)擾度、動(dòng)應(yīng)力等數(shù)值。

4 橋梁檢測(cè)和狀態(tài)評(píng)估的流程

（1）準(zhǔn)備工作。在檢測(cè)評(píng)估之前，做好相關(guān)準(zhǔn)備工作，掌握真實(shí)全面的檢測(cè)評(píng)估基礎(chǔ)資料。具體包括：a.掌握基本情況。深入到橋梁工程實(shí)地，掌握檢測(cè)評(píng)估對(duì)象的總體結(jié)構(gòu)情況，初步了解橋梁現(xiàn)狀與特性。b.收集資料。資料為工程設(shè)計(jì)資料（設(shè)計(jì)圖紙、地質(zhì)勘察報(bào)告、竣工圖紙、概預(yù)算等）、施工資料（施工技術(shù)方案、設(shè)計(jì)變更、竣工圖紙、材料試驗(yàn)資料、驗(yàn)收資料、施工記錄等）、后期維護(hù)資料（加固資料、養(yǎng)護(hù)資料、維修資料、車輛通行資料、地質(zhì)災(zāi)害資料等）。

（2）橋梁檢查。制定橋梁檢查計(jì)劃，進(jìn)入橋梁工程現(xiàn)場(chǎng)開展檢查工作，詳細(xì)記錄檢查情況。橋梁檢查分為以下兩個(gè)方面：a.橋梁普查。檢查橋梁主體、衡量、橋面鋪裝、人行道、伸縮縫、泄水孔、橋梁支架、變形縫的技術(shù)狀況;檢查橋頭搭板的完好情況;檢查橋梁支座的變形、老化情況;檢查橋梁裂紋的長(zhǎng)寬深和混凝土外觀情況。b.專項(xiàng)檢查。將主梁、橫梁、拱圈、墩臺(tái)、腹拱墩作為檢查重點(diǎn)，對(duì)重點(diǎn)構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度、碳化深度以及鋼筋銹蝕情況進(jìn)行測(cè)試。

（3）橋梁檢算。依照橋梁承載能力鑒定規(guī)范，結(jié)合橋梁竣工設(shè)計(jì)圖紙，檢算橋梁控制斷面的剛度、強(qiáng)度和抗裂性等評(píng)估指標(biāo)，以及橋墩、橋臺(tái)、橋基礎(chǔ)的強(qiáng)度、承載力等評(píng)估指標(biāo)。

（4）靜載試驗(yàn)。選定橋梁進(jìn)行靜載試驗(yàn)的控制斷面，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的沉降、變形、混凝土應(yīng)變、鋼筋應(yīng)變、裂縫等情況進(jìn)行測(cè)定。

（5）動(dòng)載試驗(yàn)。實(shí)地測(cè)定橋梁沖擊系數(shù)與車速之間的關(guān)系，測(cè)定橋梁結(jié)構(gòu)控制斷面的動(dòng)應(yīng)變、動(dòng)擾度，測(cè)定橋梁結(jié)構(gòu)豎向固有頻率。

（6）承載能力評(píng)定。根據(jù)橋梁技術(shù)狀態(tài)評(píng)估結(jié)果，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查，綜合各項(xiàng)檢算、試驗(yàn)數(shù)據(jù)，評(píng)定橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力。承載能力評(píng)定要結(jié)合橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析情況，確定控制斷面位置，選取多個(gè)測(cè)試點(diǎn)，根據(jù)測(cè)試點(diǎn)的測(cè)試數(shù)據(jù)，獲取最大剪力、軸力、彎矩、變形、恒載內(nèi)力、變形等指標(biāo)，對(duì)橋梁構(gòu)造本身的力學(xué)狀態(tài)進(jìn)行客觀評(píng)估。

（7）狀態(tài)評(píng)估。根據(jù)《公路橋梁技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范》等規(guī)定，結(jié)合橋梁檢測(cè)的實(shí)際情況進(jìn)行狀態(tài)評(píng)估，做出等級(jí)評(píng)定。具體分為以下五個(gè)評(píng)定等級(jí)：一類橋梁，實(shí)際檢測(cè)的橋梁承載能力、橋面行車狀況，與原橋梁設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)指標(biāo)相符;橋梁專項(xiàng)檢查的部件以及普檢部件的狀態(tài)良好，材料缺損部分不得超過原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的3%。二類橋梁，實(shí)際檢測(cè)的承載能力、橋面行車狀態(tài)能夠達(dá)到原橋梁設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求;橋梁專項(xiàng)檢查的重要部件良好，普檢的次要部件存在中重度缺損，材料存在不足3%的缺損。三類橋梁，實(shí)際檢測(cè)的承載能力為原橋梁設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求的90%以上，橋面行車狀態(tài)不佳;橋梁專項(xiàng)檢查中的重要部件出現(xiàn)中等缺損，裂縫出現(xiàn)功能性病害，但仍然能夠維持基本的橋梁安全通行功能;橋梁次要部件缺損程度達(dá)到原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)限定的15%以上。四類橋梁，實(shí)際檢測(cè)的承載能力為原橋梁設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求的80-90%，橋梁結(jié)構(gòu)裂縫較為嚴(yán)重，出現(xiàn)輕度功能性病害;橋梁的重要部件和次要部件出現(xiàn)重大缺損，缺損值達(dá)到20%以上，使得橋梁部分功能喪失。五類橋梁，實(shí)際檢測(cè)的承載能力不足原橋梁設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求的75%，部分鋼筋斷裂，橋梁結(jié)構(gòu)變形值超出設(shè)計(jì)值，威脅橋梁通行的安全性;橋梁重要部件和次要部件出現(xiàn)失穩(wěn)、嚴(yán)重破損現(xiàn)象，表現(xiàn)為功能性病害。

（8）提出建議。根據(jù)橋梁檢測(cè)和狀態(tài)評(píng)估結(jié)果，從橋梁使用、加固、維護(hù)保養(yǎng)三個(gè)層面提出建議。如，一類橋梁要做好日常清潔維護(hù);二類橋梁開展小修處理;三類橋梁開展中修處理;四類橋梁實(shí)施交通管制，開展大修處理;五類橋梁關(guān)閉交通，實(shí)施改造、重建工程。檢測(cè)與評(píng)估之后，及時(shí)將評(píng)估資料進(jìn)行歸檔處理，將評(píng)估資料作為橋梁養(yǎng)護(hù)和管理的重要文件資料。

5 結(jié)束語

綜上所述，橋梁檢測(cè)和狀態(tài)評(píng)估是保證橋梁工程通行安全、提高橋梁整體質(zhì)量的重要手段。在檢測(cè)評(píng)估中，檢測(cè)機(jī)構(gòu)要嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)依據(jù)，對(duì)影響橋梁安全性、穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)性能和技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)評(píng)估，掌握橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力，判定橋梁結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量，為橋梁合理使用、后期維護(hù)維修提供重要的依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張海.橋梁檢測(cè)評(píng)定模式的優(yōu)化方法研究[D].遼寧工程技術(shù)大學(xué)，2015.

[2]由燕民.橋梁檢測(cè)評(píng)估中應(yīng)注意的問題[J].黑龍江科技信息，2016（20）：235.

[3]曾廣忠，賀學(xué)業(yè).試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)在道路橋梁檢測(cè)中的應(yīng)用[J].人民交通，2020（4）：72-73.

[4]王永林.新形勢(shì)下公路橋梁檢測(cè)技術(shù)探析[J].工程技術(shù)研究，2018（15）：225-226.

[5]鹿健，王海燕，顧雪寧.中小路徑橋梁下部結(jié)構(gòu)安全評(píng)估方法研究[J].福建建材，2019（11）：23-25.