摘 要：隨著我國公路橋梁事業(yè)的發(fā)展，新建高速公路及橋梁越來越多，談橋梁質(zhì)量的好壞直接影響到了經(jīng)濟的發(fā)展和人員的生命安全。所以，作為橋梁的管理者，我們應(yīng)當引起這方面的重視，不斷去改善橋梁的施工技術(shù)及質(zhì)量檢測技術(shù)。文章主要針對鋼筋混凝土橋梁質(zhì)量檢測技術(shù)進行了分析。主要介紹了橋梁檢查的基本內(nèi)容和材料方面的鑒定，提出了結(jié)構(gòu)受力性能檢查等檢測內(nèi)容的方法。

　　關(guān)鍵詞：橋梁  外觀檢查  混凝土   結(jié)構(gòu)檢測

　　1橋梁檢查的基本內(nèi)容

　　橋梁檢查的基本內(nèi)容主要包括外觀檢查和內(nèi)部缺陷檢查兩個方面：

　　1.1外觀檢查

　　外觀檢查是橋梁檢測中一項非常重要的工作通常如果產(chǎn)生了病害會有一些表象，通過外觀的檢查可以分析判斷這些病害產(chǎn)生的原因，提出整治措施并且有利于明確接下來工作的重點。外觀檢查要求做到抓住重點，力求全面。通常可以根據(jù)橋型確定調(diào)查的要點，如梁橋的檢查要點有：跨中區(qū)域的裂縫、撓度; 端部的斜裂縫；主梁連接部位的狀況；構(gòu)件的外觀質(zhì)量等等。拱橋的檢查要點有拱圈拱頂下緣與拱腳上緣裂縫；拱軸線的坐標；墩的位移等等。而索結(jié)構(gòu)則還有索、錨的質(zhì)量狀況等等。

　　橋梁從總體上可以分為上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)、附屬結(jié)構(gòu)。上部結(jié)構(gòu)在梁式橋中主要是指主梁，在拱中則還包括主拱肋、拱波、拉索、風撐等等，根據(jù)結(jié)構(gòu)形式有所區(qū)別；下部結(jié)構(gòu)則包括橋墩、橋臺、基礎(chǔ)與承臺、樁等；附屬結(jié)構(gòu)則有橋面鋪裝、人行道、緣石、欄桿、伸縮縫等。每個部位都有其自己的受力特征，病害也有一些共性，如果出現(xiàn)的不是常規(guī)病害，應(yīng)當仔細研究找出病因，常規(guī)病害在找出病因的同時，應(yīng)根據(jù)其損壞程度進行評估，然后確定是否有必要加固或更換構(gòu)件用以維持正常的運營。

　　1.2 內(nèi)部缺陷檢查

　　混凝土構(gòu)件中常見的缺陷有裂縫、碎裂、剝落、層離、蜂窩、空洞、環(huán)境侵蝕和鋼筋銹蝕等。一些缺陷僅靠外觀檢查是難以發(fā)現(xiàn)的，因此必須借助其他方法進行檢測。目前常用的無損探測方法有聲波檢測法、超聲波探傷法和雷達檢測技術(shù)。用錘或敲擊構(gòu)件聽其聲音的差異來判斷構(gòu)件有否損壞，這是簡便的人工檢查方法，也是一般檢查中常用的手段；用超聲波脈沖速度法可探查鋼材、焊縫和混凝土中存在的裂縫、空洞、夾渣和火災(zāi)損傷等；使用脈沖雷達的電磁回波法能檢測具有瀝青覆蓋層的混凝土橋面板。

　　2 橋梁材料鑒定

　　目前我國最基本，使用最廣泛的橋梁材料是鋼筋和混凝土。鋼材的強度一般以設(shè)計、施工有關(guān)資料為依據(jù)，不再檢查，當懷疑鋼材質(zhì)量有問題或者資料不明確時應(yīng)采取必要的措施截取試件進行材料試驗。

　　2.1混凝土強度測定

　　混凝土的強度會隨著時間的推移產(chǎn)生一些變化，比較大的橋梁通常會有同期的試塊用以確定強度。對于沒有試塊的橋梁，目前測試方法主要有回彈法(即Schmidt錘法或表面硬度法) 、超聲波法、超聲波--回彈綜合法、貫入法、斷裂法、取芯樣試驗法等。回彈法、超聲波法以及綜合法是屬于非破損測試方法，應(yīng)用較廣泛，不少國家已有指南或標準。當由專業(yè)檢測人員測試時，三種方法的測試結(jié)果平均誤差約10%左右，相比較而言，超聲波-回彈綜合法檢測精度要高一些。對于齡期在90d以上，采用回彈法要考慮混凝土表面碳化深度的修正。混凝土的濕度對回彈值和超聲波脈沖速度都有一定的影響。

　　2.2 鋼筋銹蝕的評價技術(shù)

　　混凝土的密實度、滲水性、含水量、含氯鹽量、碳化深度、保護層厚度不足和開裂等缺損, 是導致鋼筋銹蝕的諸多因素；反之, 鋼筋銹蝕又促使混凝土進一步破損。通過簡單的外觀檢查、敲擊檢查可以檢測程度較重的鋼筋銹蝕現(xiàn)象。

　　3 橋梁結(jié)構(gòu)檢測

　　當對橋梁的整體特性進行了一些了解之后應(yīng)當依據(jù)相關(guān)技術(shù)規(guī)范做驗算工作，需要注意的是有關(guān)參數(shù)應(yīng)當以實際橋梁為準，該折減的進行折減，必要的時候也可以考慮有些有利因素。通過驗算對不能滿足要求的橋梁可以考慮重建，有利用價值的則應(yīng)當進行進一步的鑒定工作。當不能獲得詳細資料時, 驗算結(jié)果將不具有可靠的置信度。這種情況下, 則需要進行靜力或動力試驗, 準確評價結(jié)構(gòu)受力性能狀況。

　　3.1 靜力試驗

　　3.1.1試驗前的準備工作

　　（1）選擇有代表性的試驗孔(或墩)，選擇主要綜合考慮以下條件：①該孔(或墩) 計算受力最不利；②該孔(或墩) 施工質(zhì)量較差，缺陷較多或病害較嚴重；③該孔(或墩)便于搭設(shè)腳手架及設(shè)置測點或試驗時便于加載。試驗孔的選擇非常重要，它關(guān)系到所做的試驗是否能夠比較準確地反映此部分結(jié)構(gòu)以及整個橋梁結(jié)構(gòu)的性能，需要豐富的現(xiàn)場試驗經(jīng)驗。

　　（2）確定合適的加載方案。選好了試驗孔之后, 要在有限的試驗孔上取得有代表性的測試值, 必須精心規(guī)劃加載方案。在滿足鑒定橋梁承載力的前提下, 加載項目安排應(yīng)抓住重點, 不宜過多。靜載試驗一般有一兩個主要內(nèi)力控制截面, 此外根據(jù)橋梁具體情況可設(shè)置幾個附加內(nèi)力控制截面。方案中還應(yīng)根據(jù)檢查的情況與加載設(shè)備的現(xiàn)狀確定合適的效率系數(shù)。

　　3.1.2測試中應(yīng)獲取的主要數(shù)據(jù)

　　通常舊橋需要鑒定的主要是上部結(jié)構(gòu)的受力特性，監(jiān)控試驗荷載各工況下控制截面的應(yīng)力應(yīng)變就是主要內(nèi)容，同時一些正常使用狀態(tài)下的參數(shù)如撓度、裂縫寬度等也是舊橋的主要測試內(nèi)容。

　　應(yīng)力應(yīng)變的測點布設(shè)在前面所述方案階段主要內(nèi)力控制截面與附加控制截面，同時根據(jù)上部結(jié)構(gòu)的橫截面形式在每一個控制截面上又要選取一些有代表的測點，用以反應(yīng)整個控制截面的受力狀況。對于一些特殊結(jié)構(gòu)，如索結(jié)構(gòu)，一般還需要對索力進行檢測。除此之外還有必要根據(jù)實際外觀檢查發(fā)現(xiàn)的一些病害在個別部位進行監(jiān)測，如支座的沉降、橫隔板的錯位、剪力縫的開展等等，因為有些非主要受力結(jié)構(gòu)或者附屬結(jié)構(gòu)的破壞也會對主要結(jié)構(gòu)的測試結(jié)果造成較大的影響，同時也可能是主要結(jié)構(gòu)出現(xiàn)受力不利的主要原因。

　　3.1.3荷載試驗的實施及現(xiàn)場組織安排

　　橋梁試驗從空間上和時間上都涉及到一定的范圍，試驗前要精心計劃安排，明確每個測試人員各個階段的任務(wù)，做到有條不紊，保證試驗按照計劃正常進行。現(xiàn)場試驗要有一名經(jīng)驗豐富的指揮人員其他人員要絕對配合指揮人員的工作。指揮人員要求對整個試驗的流程非常清楚，同時要及時根據(jù)反饋回來的數(shù)據(jù)做一些初步判斷，不斷調(diào)整現(xiàn)場試驗流程。荷載要嚴格按照方案中確定的分級加載方式，當未達到控制荷載工況卻發(fā)現(xiàn)有數(shù)據(jù)超過正常允許的范圍值時，指揮人員應(yīng)當中止試驗過程以保證試驗人員的安全。

　　3.2 動力試驗

　　橋梁檢測動載試驗是動力測定評價方法的基本測試項目。是為了滿足工程應(yīng)用的需要， 應(yīng)用理論分析與試驗測試結(jié)合的科學方法解決橋梁振動問題的必要手段，是橋梁檢測工作的重要環(huán)節(jié)，其對橋梁使用狀況和承載力的評價提供了重要的數(shù)據(jù)參數(shù)。橋梁檢測中動載試驗的內(nèi)容主要是結(jié)構(gòu)動力特性和動載響應(yīng)的試驗與分析，量測的主要部位是結(jié)構(gòu)動力效應(yīng)最大構(gòu)件的動應(yīng)力及動變形的控制截面。一般來說，檢測項目主要包括：橋梁動力特性模態(tài)參數(shù)測試(頻率，振形，阻尼比) 和橋梁動力響應(yīng)測試(動撓度、動應(yīng)力、加速度, 沖擊系數(shù))。

　　3.2.1測試儀器

　　動載試驗的測試儀器主要包括測試傳感器, 信號放大器, 光線示波器, 磁帶記錄儀和數(shù)字信號處理機。根據(jù)儀器的性能和使用傳感器的特性, 可以選配不同的測試系統(tǒng)。

　　3.2.2橋梁動載試驗的激振方法

　　橋梁動載試驗的激振方法應(yīng)根據(jù)橋梁的結(jié)構(gòu)型式和剛度, 選擇效果好、易實施的方法。常用的方法有自振法、共振法和脈動法三種。

　　3.2.3動載試驗數(shù)據(jù)分析及評定

　　橋梁結(jié)構(gòu)的動力特性是與結(jié)構(gòu)的組成形式、剛度、質(zhì)量分布和材料性質(zhì)等結(jié)構(gòu)本身的固有性質(zhì)有關(guān)而與荷載等其他條件無關(guān)的性質(zhì)。橋梁的模態(tài)參數(shù)是整個結(jié)構(gòu)振動系統(tǒng)的基本特性，它是進行結(jié)構(gòu)動力分析所必須的參數(shù)，其結(jié)果不僅可以用來分析結(jié)構(gòu)動載作用下的受力情況，而且對橋梁承載力狀況評定提供重要指標。①固有頻率的測定。對于比較簡單的結(jié)構(gòu), 只需結(jié)構(gòu)的一階頻率，對于較復雜的結(jié)構(gòu)動力分析，還應(yīng)考慮第二、第三及更高階的頻率。橋梁固有頻率可以直接通過測試系統(tǒng)實測記錄的功率譜圖上的峰值、時域歷程曲線或其自相關(guān)圖上確定。由基頻還可以推算承重結(jié)構(gòu)的動剛度。②阻尼。橋梁結(jié)構(gòu)的阻尼特性一般由對數(shù)衰減率δ或阻尼比D來表示，可由時域信號中的振動衰減曲線求得。另外，也可以從功率譜圖中，用半功率帶寬法來計算阻尼，一般測試系統(tǒng)軟件均可完成此類分析。③振型。一般橋梁結(jié)構(gòu)的基頻是動力分析的重要參數(shù)。傳感器測點的布置根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)形式，通過理論

　　分析后確定。振型的測定一般采用兩種方法，一種是使用多個傳感器測定。另一種是使用一個傳感器變換位置測量，這種情況下需要一個作用參考點, 測試時比較煩瑣, 在條件限制時使用, 一般應(yīng)采取第一種方法測試。④沖擊系數(shù)。橋規(guī)中定義沖擊系數(shù)μ為沖擊力與汽車荷載之比。對于線彈性狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)來說，動荷載產(chǎn)生的荷載效應(yīng)與靜荷載產(chǎn)生的荷載效應(yīng)之比即為1 +μ。因此，沖擊系數(shù)的測試通常采用測定結(jié)構(gòu)動應(yīng)變或動撓度的方法。測試前，在梁的跨中(或最大變位、應(yīng)變處) 布置電阻應(yīng)變片式的位移計或應(yīng)變計, 并通過動態(tài)應(yīng)變儀與電腦相接。試驗時，由加載車輛以某一速度從測點駛過，記錄其輸出應(yīng)變隨時間變化的實時信號。

　　一般情況下, 應(yīng)測試記錄多種車速下的輸出應(yīng)變結(jié)果，以作分析比較。一般來講, 橋梁在跨徑L=30 m～70m時，車輛與橋梁的自振頻率較接近，易產(chǎn)生共振, 在單臺車作用下的沖擊系數(shù)特別大；沖擊系數(shù)隨阻尼比的減小而增大，阻尼比越小，沖擊系數(shù)受橋梁的影響越明顯，預應(yīng)力混凝土梁橋的沖擊系數(shù)大于同等跨徑的鋼筋混凝土梁橋，這些在測試中需注意， 以便更好地分析沖擊系數(shù)的測試結(jié)果。

　　4 結(jié)束語

　　橋梁檢測是一項復雜而細致的工作，不僅要求工作人員有豐富的實際現(xiàn)場經(jīng)驗，而且同時需要堅實的理論基礎(chǔ)作為指導。只有把理論和實際充分結(jié)合起來，再加上指揮者與各試驗人員之間的默契配合，才能做好檢測工作并取得滿意的數(shù)據(jù)，也只有這樣才有可能做出準確的評估。