分析鋼筋混凝土橋梁試驗檢測技術及應用

胡明穎

(黑龍江省工程質量道橋檢測中心有限公司，黑龍江 哈爾濱 150080)

1 構件表觀缺損狀況的檢查

在橋梁的結構部分實施表觀檢測中，嚴格執行我國的橋梁管理標準要求，設定合適的檢測標準點，然后進行各個部位上的劃分處理，以充分的了解整個橋梁的外表情況。經過綜合分析，該橋梁工程的狀態系數BCI為87.09，確定為B級的狀態。

2 混凝土碳化深度檢測

鋼筋混凝土結構是主要的承載結構，強度性能比較高，由于鋼筋處于混凝土的堿性結構包裹之下，所以混凝土碳化程度會給鋼筋造成一定的影響，導致保護作用失效。經過長期的發展，鋼筋會產生嚴重的腐蝕問題。此外，碳化的發生也會導致混凝土硬度提升，但是強度會有所下降，導致截面折損的情況出現。本次橋梁的檢測中，進行混凝土碳化檢測時主要是通過鉆孔檢測方法，然后噴酚酞試劑的方式進行檢查。經過檢測確定，混凝土碳化深度平均為14.4 mm，由于其深度和鋼筋保護層厚度相比是比較小的，所以碳化并不會給鋼筋導致腐蝕的影響。

3 回彈法測試混凝土強度

在混凝土強度檢測時，主要是通過回彈檢測方式，進行T梁部件的檢測，以抽查的方式進行。按照檢測技術標準，做好各個結構部件的強度性能分析，根據檢測規范開展各項操作，總計需要測量10個區域范圍內的構件，每個測區面積20 cm×20 cm，每一個測量區域內設置有16個測量點，測試儀器采用ZC3-A型回彈儀。在測量過程中，需要在該16個測點中去掉最大的3個與最小的3個，剩余的10個回彈值做好數據處理工作，最終可以得到混凝土強度系數參數。因為該橋梁設計資料不存在，并不能確定混凝土設計強度性能。經過測量之后發現，該橋梁的結構部分的強度處于31.24～41.79 MPa之間。

4 鋼筋銹蝕測試

鋼筋銹蝕方面的檢測主要是通過半電池電位試驗方法來進行，這種方式進行鋼筋、混凝土與混凝土表面設置有電極組合成為電位差進行必要的評價和分析。不管是鋼筋混凝土結構尺寸大小，其保護層厚度的確定都可以應用該方式來確定鋼筋的銹蝕情況。按照確定標準和原則，該橋梁存在著某種銹蝕問題，但是深度并不確定，有可能存在腐蝕的問題。在具體鋼筋銹蝕測試的過程中，不僅需要對鋼筋外保護層的抗腐蝕性檢測，同時還需要對主體鋼筋的抗腐蝕性檢測，保證整體效果滿足試驗檢測需求。

5 混凝土保護層檢測

混凝土保護層的作用就是保護鋼筋結構免受損壞，其厚度是非常均勻的，且會導致耐久性產生很大的影響。在該測量中，利用非損壞的方式就能夠明確具體的鋼筋檢測位置，主要是通過現場的修正方式確定保護層的厚度參數。每個結構部件需要檢測10個測量區域，可以通過該測點的檢測可以明確具體的保護層厚度尺寸。因為本次橋梁的任何設計資料都不存在，假設該混凝土結構的保護層設計參數為30 cm。經過檢測儀器的檢測確定之后，發現該保護層的厚度的特征參數，設計參數在0.95以上，且保護層厚度方面實施耐久性分析發現其評定的標度為1。

6 橋梁檢算

為了能夠充分的了解該橋梁受力特點和因素，實施結構性能的分析，從而可以總結出斷面恒載、活載等條件之下的內力參數，使得荷載順利進行，也能夠充分的了解橋梁的運行狀態。本次在檢測中采取的是同濟大學Dr.Bridge建立的平面桿系模型，整個模型內選取的是直線橋梁結構形式計算確定的位移法展開分析，先在系統內建設有剛度矩陣的形式，然后是通過坐標轉換方法可以產生總剛度矩陣的形式，可以形成荷載右端項，從而可以確定出位移列陣的方式，然后可以總結出節點位移數據，單元內力與支承反力。通過這個方面的基礎性工作，可以在施工環節可以利用增量力量，然后就能夠掌握結構效應方面的數據。橋梁技術檢查之下，按照目前的設計標準、行業規范的要求，可以進行該橋梁的承載性能檢測和分析。經過橋梁檢算的分析，根據公路-Ⅰ級荷載之下的驗算分析，主梁跨沖斷面抗彎承載力、極限運行條件之下的裂縫寬度與截面抗剪承載力都無法達到公路-Ⅰ級的標準要求。因此，該橋梁檢算后不能達到公路-Ⅰ級符合要求。

7 靜載試驗

該橋梁在進行靜載試驗的過程中，應用的是兩臺重量在13 t左右的三軸汽車模擬公路-Ⅰ級荷載的情況進行檢測。考慮到該橋梁的加載工況的條件，按照試驗檢測目標、承載力確定方面等需要，在測量主梁跨沖最大正彎矩應變與撓度參數，經過荷載試驗之下達到20%的標準，這就說明該橋梁并不是彈性工作條件下。在試驗荷載的影響之下，發現主梁撓度系數大于1，明顯超過了混凝土前的撓度校驗系數n的最常應用參數0.7～1.0的下限值。這就表示本次橋梁中的豎向剛度并不能達到公路-Ⅰ級的要求。綜合分析該橋梁中的主梁應變系數分析發現，斷面混凝土結構中的變化也能夠達到受彎構件的平面假設，主梁其主應力的校驗系數最大可以達到9.46，完全能夠超出了傳統的應力參數確定的0.4～0.8之間，表示該橋梁根本無法達到公路-Ⅰ級的要求。

8 動載試驗

動載試驗環節根據需要做好如下兩個方面的試驗內容：橋面規定部位上安裝加速度傳感器裝置，可以根據需要明確振動信號的采集處理，能夠得到主梁振動頻率形式，這些數據可以根據需要做好結構數據的分析和研究，然后能夠明確具體的橋梁剛度、質量等方面的分布實際情況。

在現場進行車輛行駛試驗分析：采用1輛總重為130 kN車輛以勻速的方式在橋梁中行駛，速度分別為1 0km/h、20 km/h，30 km/h，這三種速度分別需要在橋梁中往返行駛1次。經過橋梁表面的分析和處理，記錄該橋梁在不同的行駛速度運行之下所存在的振動反應情況。在經過各項試驗后，可以確定沖擊系數，并且建立該系數和車速所存在的關系曲線，就能夠明確具體的最不利車速情況。經過試驗，可以總結出如下結論：橋梁自振頻率f0=8.35 Hz，理論計算后可以確定該橋梁的自振頻率f0=7.72 Hz，測量數據超過理論數據。在橋梁運行中所存在的沖擊系數是不同的，能夠達到的結果也不同，對于該橋梁所造成的影響是比較大的，且沖擊系數會隨著車輛行駛速度的升高而逐步的增大。在車輛行駛速度為30 km/h的條件下運行，沖擊系數為1.4538，說明整個橋梁產生較大的振動，出現結構損害，平整度不足也是該問題所導致的。