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贵州工程检测为您介绍桥梁工程检测技术——囊括建筑检测的精髓

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贵州工程检测为您介绍桥梁工程检测技术——囊括建筑检测的精髓

发布日期:2017-07-30 作者: 点击:

贵州工程检测为您介绍桥梁工程检测技术——囊括建筑检测的精髓


摘要:随着交通运输量大幅度增长,行车密度及车辆载重越来越大,使得桥梁定期检测在桥梁日常养护的工作中的地位越来越重要。本文结合实际经验,分析了桥梁定期检测的原因、提出了桥梁定期检测的内容及方法。

一、检测的意义及发展


新中国成立以来,我国桥梁建设进入了一个奋起直追世界先进水平的快速发展时期。1957年,第一座长江大桥——武汉长江大桥的胜利建成,结束了我国万里长江无桥的状况,从此“一桥飞架南北,天堑变通途”。此后相继建成了南京长江大桥、江阴长江大桥、虎门大桥等一批技术含量高的重大工程项目。


1.我国桥梁还有很大的发展空间。我国跨海大桥的建设刚刚兴起。东海大桥的通车,拉开了我国从陆路伸向大海建设桥梁的序幕。全线贯通的杭州湾跨海大桥,可以使宁波到上海的距离缩短120km,有利于促进江、浙、沪经济的发展。此外深圳湾大桥、湛江海湾大桥、青岛海湾大桥等都是2006年开工建设的跨海桥梁工程。港澳珠大桥也在策划之中。如果我国国民经济保持持续增长的趋势,向海洋延伸的战略将继续,跨海桥的建设将成为未来桥梁建设的重点。


2.跨越大江大河的桥梁建设方兴末艾。近年来,长江大桥在中国的建桥史上,每年都加入新的篇章。1990年以前,长江上的大桥只建了6座;1991年~2000年,长江上建起了15座桥,主要是公路桥;2001年~2006年,长江上兴建了2l座桥。过去普遍认为经济比较落后、相对封闭的中小城市都架起跨越长江的桥。据有关消息,今后长江上还将建造70个过江(含长江大桥和过江)隧道。此外,黄河、浦江、珠江、湘江和闽江等近年来都在规划和兴建桥梁。


近年来随着经济的迅速发展,公路交通流量显著增加,大大超出了设计流量要求,使公路桥梁的损坏率增大,维修周期减小。由于桥梁位置分散、修建年代不同、修建时使用的技术标准不同、桥梁结构形式的差异,造成路网中桥梁的营运状况存在很大差别。特别是超载运输等直接原因,导致各级公路上的桥梁的技术状态下降严重,一些路段桥梁频繁出现早期病害,也有部分桥梁发生了结构性的损坏,这种情况已直接影响到路网交通,并造成潜在的安全隐患。桥梁安全已成为各级领导,乃至全社会最关心、最敏感的问题。


通过桥梁定期检测,建立和健全桥梁技术状况档案;检查桥梁的健康状况,及时发现病害或控制病害的发展;对桥梁进行技术状况评价,形成客观翔实的统计资料;为桥梁的维修、加固和技术改造提供依据;发现及甄别桥梁安全隐患,防止恶性事故发生。


二、贵州工程检测定期检测的内容及方法


尽管道路桥梁的结构形式较多,但是对旧桥现场的外观调查工作的主要内容仍能归纳成几个方面。


(一)、贵州工程检测桥面系的外观检查


桥面系的外观调查,可以按桥面系组成的四部分依次检查。


1、桥面铺装的检查


桥面铺装的功能是使车辆安全而舒适地行驶。当桥面铺装产生病害后,会产生如下后果:


1)、铺装粗糙度不足或铺装层脱落,容易引起大的交通事故;


2)、由于桥面铺装不平整等引起汽车车辆对桥梁的冲击效应增大,使桥面板等结构的耐久性降低;


3)、在伸缩缝的前后,桥梁铺装层与伸缩缝装置之间的高低差不仅促使铺装本身的破坏,而且会促使伸缩缝装置的破坏。


作为桥面铺装的外观检查首先是调查桥面铺装的类型,然后调查铺装层存在的主要缺陷。


沥青桥面铺装的主要病害有:轻微裂缝(发状或条状)、严重裂缝(龟裂、纵、横裂缝)、坑槽、车辙、拥包、磨光和起皮等。此外,沥青桥面铺装应保证足够的平整而粗糙,过分光滑雨天易使车辆打滑。


水泥混凝土桥面铺装的主要病害有:裂缝、剥落、坑洞、磨光等。


关于桥面铺装缺陷与损伤的外观检查方法、项目、记录格式及初步评定可参照《公路养护技术规范(JTJ073-96)》中有关条文进行。


2、伸缩缝装置的检查


伸缩缝设置于梁端构造较弱部位,因直接承受车辆的反复荷载,故最易遭受破坏。随着交通量的增大,重车增多,这些老的伸缩缝装置的破坏逐渐增多。这不仅妨碍行驶性能,而且会发展到引起结构本身的破坏,如桥面伸缩缝的损坏,使水向下渗漏从而影响梁体端部结构和造成支座锈蚀等破坏。


伸缩缝装置的损坏往往还会引起驾驶员心理上不快,从而可能引发驾驶事故。


各种伸缩缝装置一般具有的缺陷往往表现在伸缩缝本身的破坏损伤、锚固件损坏、接头周围部位后铺筑料的剥落、凹凸不平等等,这些缺陷也成为伸缩缝处漏水的原因,从而加速支座和结构本身的恶化。


缩缝装置的检查主要是目测,必要时应量测破损的范围,并在记录中详细描述。


3、桥面排水设施的检查


桥面排水设施及桥面铺装的缺陷,往往导致桥面积水,引起车辆滑移,导致交通事故。


桥面排水设施的缺陷,在降雨和化雪时表现得最显著,因而对桥面排水设施缺陷的检查最好在此时进行。


桥面排水设施不良,除设计上可能考虑不周外,主要是排水设施本身被破坏以及尘土、树叶、淤泥等堵塞排水设施,以致不能正常排水。


桥面积水往往会通过桥面铺装的裂缝等缺陷影响桥梁主要承重结构构件的耐久性能。


4、栏杆、扶手及人行道的检查


主要检查栏杆、扶手本身破坏情况以及相互连接处是否脱落,钢制构件是否锈蚀、脱漆,对于人行道,检查路缘石是否有破碎,人行道与桥面板连接的牢固程度,等等。


桥梁的桥面系状况直接与行车、行人的安全和适用性能有关,同时桥面系中存在的缺陷也会促使桥梁主要结构构件工作性能的恶化。因而对它的外观检查还得与桥下的检查紧密结合起来,才能取得较好的效果。


5、照明设备、交通设施检查


检查灯具完整性,电路正常否,灯柱有无损坏、锈蚀、变形、标志、标线是否完整、清晰、有效。


(二)、桥梁上部结构的检查


桥梁上部结构是桥梁的主要承重结构,它往往由许多基本构件组成,例如梁、板、拱肋(片)等。因此对桥梁上部结构的检查,就是对这些基本受力构件的工作状况进行检查。具体检查工作内容如下


1、基本受力构件缺陷及损伤检查


根据桥梁结构形式、构件种类、建桥环境、施工质量以及使用情况等不同,在基本构件上缺陷产生的部位、种类和程度也不同。对于混凝土公路桥上部结构的基本构件,缺陷通常有混凝土开裂、剥离、断面破损、钢筋外漏及锈蚀、混凝土本身质量不足、异常变形等。其表现为表面裂缝、蜂窝、麻面、空洞、露筋、剥落、游离石灰、缝隙夹层等现象。


以钢筋混凝土桥面板损伤破坏为例,说明其损害原因。


1)、桥面板断裂。大多因为(1)作用的车辆荷载过大。随着近年来汽车的大型化,载重增加以及超载违章车辆的增加,对桥面板有很大影响的单车重力或轮荷载已超过了现有桥梁的设计荷载等级。(2)冲击影响。由于桥台下沉致使路桥接合处或由于伸缩缝的损坏等原因而出现高差,车轮经过时产生较大冲击力。


2)、桥面板碎裂。大多因为混凝土级配和施工质量不好而造成强度不足、蜂窝麻面等缺陷,从而致使荷载作用下产生破坏。


3)、由钢筋锈蚀而引起的抗弯强度不足遭到的破坏。桥面板裂缝,雨水下渗,从而钢筋再次锈蚀,加剧其损害,形成恶性循环。


4)、桥面板刚度不够而引起的裂缝。由于桥面板较薄,因此在车轮荷载作用下容易引起较大的变形以致产生较大的裂缝。


5)、由主梁的影响而引的破坏。(1)连续梁桥、悬臂梁桥、桁架拱的桥面板由于主梁上部在荷载作用下(或基础沉降)产生负弯矩或拉力,从而会出现裂缝,此类裂缝往往会反射到桥面。(2)主梁的不均匀沉降。由于基础的不均匀沉降导致主梁沉降,由此影响到桥面,多出现纵向裂缝。


6)、拱桥或箱梁(槽形梁)桥梁结构中采用小拱板或空心板做桥面板时,由于小拱板或预制的空心板强度不足或施工不良,与主梁连接不好,而引起板的折裂、破损、甚至掉落,形成空洞。


对于公路混凝土桥梁,由于某一缺陷日积月累的变化,加上环境影响,有扩大的危险。另外,在混凝土公路桥梁中,缺陷和原因不是一一对应的,不少情况是某一个原因为诱发源,其它则多为促进缺陷发展的原因。


因此,在基本构件的检查中,一定要细心观察,发现缺陷后,应结合观察到缺陷的种类、部位、范围及严重程度,从设计、施工及使用年限,使用状态记录出发,进行综合分析,使之得到切合实际的初步判断。


2、基本构件的横向联系检查


桥梁上部结构的整体性是靠基本构件的横向联系来保证。


对于起横向联系的构件状况检查一般包括它们本身状况检查及它们与基本构件连接状况的检查。


对于梁式桥的横隔板,应检查横隔板上的缺陷及裂缝情况,还应检查连接钢板是否外露、有无锈蚀现象等等。


对于双曲拱桥,应检查横系梁(板)上的裂缝情况,检查与拱肋连接处是否有脱离现象,还应检查肋和波接合处情况等等。


对于桁架拱桥,应检查横隔板与主桁片、微弯板与主桁片的结合处情况等等。


3、基本受力构件及几何纵轴线的检查


一般量测基本构件的实际长度及截面尺寸。构件连接处的完整性及线形,可以采用随机抽样调查方法进行。


基本受力构件的变形(下挠扭曲侧屈、位移等)及裂缝调查应重点深入。


基本构件纵轴线的检查,对梁式桥,指的是主梁纵轴线向下挠曲的测量;对于拱桥,指的是主拱圈实际拱轴线形状及拱顶变形量的测量。基本构件纵轴线的检查可以通过外表目测,发现有明显变形时,再用精密仪器测量。


(三)、贵州工程检测支座的检查


梁式桥支座的作用,主要是将上部结构重量及车辆荷载传递给墩台,并完成梁体所需要的变形。


支座上存在的缺陷往往会造成桥梁上部结构和墩台的工作不良,造成较弱部位的某些损伤


支座的病害大体有:


1、支座本身:止浮装置的损害;限制移动装置的损害;辊轴的偏移和下降;销子和辊轴的破坏;支座构件裂痕;螺母松动;带头螺栓固定螺栓的脱落;滑动面、滚动面锈死;下底板的破裂;各构件的腐蚀;插座相互间接触。


2、支座底板:锚栓切断;填充砂浆裂缝;支座底板混凝土碎裂;支座垫石压坏、剥离。


因此,对桥梁支座的检查应进行以下几个方面的内容:


1、简易垫层支座的油毡是否老化破裂;


2、钢板滑动支座和弧形支座是否干涩、锈蚀;


3、摆式支座各部分相对位置是否正确,受力是否均匀,钢筋混凝土立柱是否损坏;


4、橡胶支座是否老化、变形,位置是否正确;


5、滑动钢盆橡胶支座的固定螺栓有无剪断破坏,螺母有无松动;


6、活动支座是否灵活,实际位移是否正确;


7、是否有对于滑动面、滚动面夹杂尘埃和异物,以及防水装置和排水装置等的缺陷而产生的漏水、溢水等。


(四)、桥梁墩台的检查


桥梁墩台的检查主要是墩台身缺陷及裂缝检查,墩台变位(沉降、位移、倾斜)的检查。


对于钢筋混凝土的墩台身来讲,比较常见的缺陷是混凝土的冻涨引起剥离、混凝土的风化、掉角及船只碰撞造成的表面混凝土擦痕、露筋、支座下混凝土局部承压而造成损坏;比较常见的裂缝形态是墩台身沿主筋方向的裂缝或沿箍筋的方向的裂缝(这些裂缝一般数量不多)、盖梁上与主筋方向垂直的竖向裂缝。


对于砖、石及混凝土的墩台身来讲,比较常见的缺陷是砌体的砌缝砂浆风化、大体积混凝土内部的空洞引起的破损等;比较常见的裂缝形态是墩台身的网状裂缝及竖向裂缝(沿墩台身高度方向发展延伸)。


桥梁墩台身缺陷及裂缝检查,可以采用目测或借助于一些工具(例如用小锤轻敲以检查表面风化程度、剥落情况及内部空洞,用读数显微镜检查裂缝最大宽度等)来完成。


对于墩台的沉降、位移和倾斜情况的检查,一般可以先由目测并结合桥梁上部结构检查进行初步判断。例如对于简支梁桥,当上部结构检查发现主梁在墩顶倾斜、伸缩缝顶死的情况,可以初步判定桥墩可能有倾斜或不均匀沉降;对于双曲拱桥,当主拱圈检查中发现拱顶下沉较多及主拱肋上有较多的径向裂缝,那么也可以初步认为桥台可能有水平位移存在。再进行详细调查。


桥梁墩台的沉降量详细检验用精密水准仪测量,严格按国家一、二等水准测量规定进行,并应闭合在两岸的永久水准点上。观测点一般选在墩台顶面的两端,其观测标志可用在墩台上埋置的铆钉头作为水准观测点。


桥梁墩台的倾斜情况详细检查可以在墩台上设置固定的铅垂线测点,用全站仪或吊垂球测定墩台倾斜度。


中小跨度桥梁墩台水平位移的观测可用特制的钢线尺固定拉力作悬空丈量,直接将丈量结果与竣工资料比较。钢线尺最好是铟钢制成,以免气温变化的影响。


对于拱桥墩台水平位移的检查,可用如下方法:


1.若有完整的竣工资料,桥台水平位移可根据小三角测量求得跨径,与竣工时跨径值比较得到;


2.若没有竣工资料,则需要根据实测拱轴线取得拱顶的下沉量,扣除因设预拱度不够而下沉得到的差值,再以此除以拱顶处推力影响线坐标,可以得到桥台的水平位移的估算值。


(五)、桥梁基础的检查


对于墩台基础的检查,主要指墩台基础的冲刷情况和缺陷情况的检查。


在水中的桥墩,因为直接阻水,除了一般的冲刷以外,还有局部冲刷,在桥墩处形成局部漏斗形河床。当河床为厚砂砾卵石层时,因水流带动砂砾石运动,会对钻孔灌注桩造成严重的磨损,甚至使桩中钢筋外露。特别是在地面或低水位以下、冻结线以上或冲刷线附近,基础或墩身常有环带状腐蚀,基础周围表面松散,严重者使混凝土形成空洞。


对于混凝土或浆砌片石扩大基础,主要缺陷是基础松散破裂和基础下冲空。


当桥梁墩台有倾斜、位移或在活载作用下墩顶位移较大时,往往可能是基础有病害,应进行挖探检查:


1、在河床无水或浅水墩台,可设围堰防水直接挖至基础检查;


2、对于流速不大的深水墩台,可用围堰、封底进行抽水进行检查。


另外还有激光探测和振动检查方法,可以用来检查墩台基础中裂缝、断裂、冲空等病害。


三.结束语


桥梁现场病害的发生不是一朝一夕可以完成的。而是由多种因素综合影响的结果。一种病害的发生往往引起连锁反应,其它病害也会随之而来。桥梁检测工作技术复杂、操作难度大、科技含量高,而且是高空和危险作业。担负任务的工程技术人员责任重大,不仅要求工作人员要有丰富的实际现场经验,而且同时需要坚实的理论基础作为指导。只有把实践和理论充分结合起来,工程技术人员才能对桥梁做出正确的检测和评估,设计出切实可行的加固方法,从而增强桥梁的使用能力,延长桥梁的使用寿命。


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