中小橋梁梁檢測的淺析
2011-07-21 來源：網絡
1. 引言
在我國現役的橋梁大多數是在上世紀的 60~70 年代建立的，有的甚至更早。隨著今年來我國經濟的發展，交通運輸量與日俱增，橋梁承擔著繁重的運輸任務。由于長時間繁重的交通運輸任務使得橋梁大多處于病態，對于大型橋梁的維修與加固在我國已有先例，技術上也基本趨于成熟，但是在中小橋梁在這部分目前加固的例子還不是很多，本文已某小橋的加固實例對中小型橋梁的加固予以介紹。
2. 現役橋梁
2.1 現役橋梁的分布情況
截止 20 世紀末，我國的公路總里程已經達到140 多萬公里，位于世界前列。我國已經建成的永久性橋梁22.5 萬于座，其中不乏我國依靠自己的力量建設的大型橋梁。目前我國在大跨度懸索橋、斜拉橋、拱橋、連續剛構橋的建設方面取得很多的成功經驗。我國橋梁建設的跨度，技術及科技含量，施工的難度均達到了世界先進水平，我國橋梁建設水平已進入世界先進行列。
[1] 通過數十年來的工程建設實踐，目前我國已經培養出一批實力和素質較高的設計、施工、
監理、科研和檢測隊伍。隨著時間的流逝，這些建于上世紀的橋梁大多數處于病害狀態，因此需要加固與維修。目前大多數的科研力量多在致力于大型橋梁的維修與加固。而中小混凝土橋梁的維修與加固問題則相對落后。橋梁大多數建于上世紀，資料已經無從查起，相關的 技術資料也難已查找，為隱蔽工程的維修加大了難度。到2003 年，我國的橋梁總數大約在31 萬座左右，其中的危橋數量達到3000 多座，橋梁安全引起的事故也比較頻繁。[2]
2.2 橋梁病害的原因
我國橋梁的病害大多是由于超期服役，超載運行，以及在使用期間的維護不當造成的。另外，今年來我國的國民經濟快速發展運輸量繁重，造成大部分的橋梁疲勞破壞?；炷潦┕み^程中由于振搗不足造成的缺陷，大體積混凝土因水化熱積蓄過多散熱不均勻造成的溫度裂縫。受環境中腐蝕性介質及凍融循環造成的破壞。
3. 混凝土橋梁的檢測方法
3.1 鉆芯法
鉆芯法檢驗混凝土強度是混凝土結構物中鉆取芯樣來測定混凝土的抗壓強度，是一種直觀準確的檢測方法。用鉆芯法還可以檢測混凝土的裂縫、接縫、分層、孔洞或離析等缺陷，具有直觀精度高等優點，因而應用比較廣泛。大多數使用于試塊抗壓強度不確定，因施工和 養護不良出現質量問題時，還有遭到火災、凍害、化學侵蝕和其他損害。
3.2 回彈法
回彈法在我國應用是時間較長，大約有五十多年的歷史，而且應用也越來越廣泛，這不僅是因為回彈法簡便、靈活、符合國情，更是由于我國已經解決了回彈法使用精度不高和不能普遍推廣的關鍵問題。其基本原理是用彈簧驅動中錘，通過彈擊桿彈擊混凝土表面，并測試重棰被彈回來的距離，以回彈值作為與強度相關指標，來推定混凝土的強度。
3.3 超聲法超聲檢測法是混凝土無損檢測中一項十分重要的檢測技術,檢測的范圍廣泛，既可以檢測混凝土的強度又可以檢測混凝土裂縫、混凝土均勻性、混凝土結合面質量、混凝土中不密實區和空洞等，是一項極具生命力的檢測方法。
3.4 超聲回彈綜合法
超聲回彈綜合法是采用超聲儀和回彈儀在結構混凝土一測區分別測量聲時值和回彈值，然后利用已建立起來的測強公式推算該測區混凝土強度的一種方法。與單一的回彈法或超聲 法相比具有精度高等優點。
4. 加固實例
某工程采用超聲回彈綜合法對橋梁進行檢測，該橋建于 1984 年，近年來由于交通量繁 重加之養護不足，造成嚴重的破壞。
4.1 檢測儀器
ZC3—A 型回彈儀、盒尺；加速度計；速度計；撓度計；DOS—16 動態應變儀；NM—3B 型非金屬超聲波分析儀；傳感器； 高靈敏電橋等。
4.2 橋梁的上部結構
橋面板加鋪了瀝青混凝土鋪裝層，橋面上有護欄、瀉水溝等； 橋面板有橋孔、大梁、支座、橫隔梁；
將構件分別按照自上而下的順序進行編號。
4.3 上部結構的調查
1.對全橋進行裂紋調查,調查裂紋分布，包括裂紋長度、寬度和方向。同時對混凝土局部破損、
保護層剝落、露筋等現象進行調查。
2.檢查T 梁混凝土保護層是否有脫落，鋼筋的侵蝕程度。
3.檢查橋面裂縫、磨損及破損情況，用讀數顯微鏡觀測裂縫寬度，用超聲波檢測儀測量裂縫
深度。對磨損及破損情況用肉眼直接觀察作好記錄。
4.檢查欄桿及人行道板是否有裂縫，變形等異常情況，伸縮縫處欄桿及人行道是否有錯位、
擠壓、變形等。
5.檢查伸縮縫縱坡及橫向平整度，觀察伸縮縫有無堵塞、滲漏、變形、開裂以及拉開或損壞
等現象。
6.檢查橋梁的排水是否順暢，排水孔是否有堵塞現象；檢查橋面的照明情況。
7.檢查橋臺沉降情況，是否有橋頭跳車現象.
8.橫隔梁是否有損壞。
4.4 橋梁的無損檢測
本例采用的是超聲回彈法,根據超聲回彈綜合法檢測混凝土的技術規定（CECS 02:88）的
要求，在橋梁上設置若干個檢測區,測區大約為200 ㎜×500 ㎜，每個測區測量三個超聲點；
在每個測區的兩相對面上各測取8 個回彈值，共16 個回彈值。按單個構件計算綜合法推定
強度。對于寬度較大的裂縫超聲波儀器測量其深度，用酒精酚酞測量混凝土的炭化程度。
4.5 加載實驗
通過地錨、千斤頂、加力架等進行分級加載。分級加載的目的在于很好的監測橋梁的變
形，應變和荷載的相互關系，加載的時間一般在夜間進行這樣溫度的影響比較小。加載時持
續時間15min 以后方可進行觀測；卸載后觀測殘余應變時間間隔應不小于30min。
觀測的主要內容：
1. 橋梁結構控制截面最大應力（應變）的數值及其隨荷載的變化規律，包括混凝土表面應
變及外緣受力主筋的應力。
2. 檢測橋梁結構在各級何在作用下的最大豎向撓度以及沿橋軸線分布曲線。
3. 在荷在作用下裂縫的變化，初始位置及變化方向。
4. 在試驗荷載作用下，支座的壓縮或支點的沉降，敦臺的位移與轉角。
測點的布置
1.測點地的位置要有代表性，以便進行測試數據的分析。
2.測點的位置要有利于儀表的安裝與觀測讀數，并對試驗操作是安全的。[4]
4.6 檢測結果
4.6.1 橫隔梁
曲線系數: a = 0.0080000 b = 1.720000 c = 1.570000
修正系數: η = 1.000000 β = 1.034000
構件混凝土強度推定：測區強度換算的平均值M（Fcu） = 0.00（MPa）
測區區強度換算的標準值S（Fcu） = 0.00（MPa）
測區強度換算的最小值Fcu,min = 0.0（MPa）4.6.2 主梁
曲線系數: a = 0.0080000 b = 1.720000 c = 1.570000
修正系數: η = 1.000000 β = 1.034000
構件混凝土強度推定：測區強度換算的平均值M（Fcu） = 0.00（MPa）
測區強度換算的標準值S（Fcu） = 0.00（MPa）
測區強度換算的最小值Fcu,min = 0.0（MPa）4.6.3 混凝土裂縫的檢測
超聲波檢測法是在待測物體發出超聲波脈波，量取一點轉到另一點所需要的時間。因為
超聲波無法傳送超過裂縫，因此若有裂縫存在于傳送的路徑上，則超聲波會繞過裂縫而尋找
其它的路徑，固儀器所顯示時間，是由繞行裂縫尖端后所得者，利用波傳時間差量測的距離
等特性來求得裂縫的深度。
1. 沖擊系數2. 動力參數測定
有重車過橋 4 次，通過振動曲線得出橋梁固有的縱、豎頻率
3. 跨中的應力、應變測定
實驗的車輛在橋上不同車速行駛 4 次，取駛在跨中的應變數值。
4.7 加固建議
加修排水措施，避免對混凝土中鋼筋的銹蝕作用。對于破損的混凝土進行維修，對裸露
的鋼筋進行處理，防止再度銹蝕。承載能力已經明顯下降，建議采取臨時的補救措施，以確
保行人和車輛的安全。
5.結論目前在我國對于中、小橋梁的加固上處于半理論與半經驗的基礎之上。其計算分析的理
論依據還不是很完善，有待進一步的研究。本文通過某橋的加固實例，提出了橋梁加固的技
術路線及施工方法，提供了寶貴的經驗。
目前在我國橋梁加固的設備還不是很精確，如傳感器等一些測量的儀器還有待進一步的
提高精度，以保證結果的真實性。
隨著計算機軟件技術的發展，大型的模擬軟件的數值模擬相當重要，數值的模擬對于橋
梁的加固以及確保其安全可靠起著至關重要的作用，軟件的數值模擬與工程的實例想結合應
該應用的越來越廣泛，并且其與實際情況越來越接近。
