公路桥梁局部检测技术的方法与发展动态

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王秀梅

平安检测科技(山东)集团有限公司,山东烟台265500

摘要

公路桥梁局部检测是公路桥梁安全检测的重要内容,也是保证公路桥梁正常使用的重要措施。随着公路桥梁运营时间的延长,桥梁结构材料会发生劣化,承载能力会降低,局部缺陷会出现,结构损伤和裂缝会增多。因此,需要对公路桥梁进行局部检测,及时了解结构受力状态和结构损伤情况,从而确定维修加固方案。本文根据公路桥梁局部检测技术的方法进行分析,并探讨了其发展动态,希望可以为相关工作人员提供参考


关键词

公路桥梁;检测技术;发展动态

正文


引言:随着社会经济的发展,交通事业的快速发展,各种公路桥梁也越来越多。公路桥梁是国家基础设施的重要组成部分,为人民生活、经济发展和社会进步发挥了巨大作用。但是,在长期运营过程中,由于各种原因会造成桥梁结构材料劣化、损伤和裂缝等问题。因此,在运营过程中,需要对公路桥梁进行局部检测,及时了解结构受力状态和结构损伤情况,从而确定维修加固方案。在目前的公路桥梁检测技术中,以常规检测为主。对于局部检测,要根据实际情况选择不同的检测方法和手段。

一、桥梁常规检测

1.钢筋混凝土结构材料性能检测。钢筋混凝土结构的抗压强度、抗拉强度和抗裂性能是评定钢筋混凝土结构性能的重要指标。对钢筋混凝土结构材料性能的检测,应采用超声波法、静力触探试验法和混凝土抗压强度试验法进行检测,对于桥梁上部结构的挠度、裂缝宽度、钢筋保护层厚度等主要项目可以采用超声波检测。

2.外观尺寸检查。根据《公路桥梁承载能力检测评定规程》的相关要求,对桥梁外观尺寸进行检查。对于混凝土构件,应检查其表面是否出现裂缝、露筋等外观缺陷;对于钢筋混凝土构件,应检查其表面是否出现锈蚀、露筋等现象。对于梁板类构件,应检查其表面是否出现裂缝、破损和变形等现象,并对梁板类构件的主要尺寸进行测量。

3.外观缺陷的检查与测量。桥梁外观缺陷是影响桥梁使用功能和承载能力的重要因素,桥梁外观缺陷包括混凝土表面不均匀收缩裂缝、混凝土表面剥落、混凝土碳化等。通过对桥梁外观缺陷的检测,可以判断桥梁的使用状况和结构状况。对于混凝土表面不均匀收缩裂缝,一般采用超声波法或静力触探试验法进行检测,对于裂缝宽度、深度等指标可采用裂缝测宽仪进行测量。

4.钢筋锈蚀及钢筋保护层厚度检测。钢筋锈蚀及钢筋保护层厚度是影响桥梁结构耐久性的重要因素。《公路桥梁承载能力检测评定规程》规定了公路桥梁承载能力检测评定内容和方法,其中,对于混凝土构件采用超声回弹综合法进行评定,对于梁类构件采用超声回弹综合法进行评定,对于板类构件采用回弹综合法进行评定。对于混凝土保护层厚度检测可采用超声波法和静力触探试验法。超声波法可用于钢筋锈蚀及钢筋保护层厚度的检测;静力触探试验可用于钢筋锈蚀及钢筋保护层厚度的检测;回弹综合法可用于混凝土保护层厚度检测。

5.材料性能试验。材料性能试验是一项重要的工程试验,根据《公路桥梁承载能力检测评定规程》规定,材料性能试验项目包括:抗压强度、抗拉强度、弹性模量、断裂应变等指标,对于桥梁上部结构和下部结构还应分别进行混凝土强度、钢筋锈蚀率以及混凝土碳化深度等指标的检测。

6.地基与基础的检测。地基与基础是公路桥梁的主要受力部位,其检测内容包括:地质雷达法及钻芯法进行地基和基础的检测;静力触探试验进行地基和基础的强度及承载力等指标检测;钻芯法进行桩基完整性、桩身质量及桩身完整性等指标的检测;回弹综合测试方法进行地基与基础强度的试验以及桩身完整性测试等。

7.伸缩缝性能检测。伸缩缝是公路桥梁最常见的一种结构形式,其性能直接影响到桥梁结构的耐久性和行车舒适性,因此伸缩缝性能检测是公路桥梁安全检测中非常重要的一项内容。伸缩缝性能主要包括:伸缩缝缝隙宽度、间隙内是否存在杂物、是否存在渗水现象等。

8.支座状况检测。支座是连接梁板和桥台的重要部件,其主要作用是将梁板连接成一个整体,同时也是桥梁主要受力部件之一,因此需要对支座进行全面检查和测试。对于支座进行全面检查和测试时,一般采用超声波法和静力触探试验法进行检测;对于支座进行全面检查和测试时,一般采用回弹综合法进行检测;对于支座进行全面检查和测试时,一般采用冲击回波试验法进行检测。

二、桥梁局部破损检测

(一)裂缝检测技术目前,裂缝检测技术主要包括三种,分别是红外热成像测缝法、超声波测缝法、激光测缝法。其中,红外热成像测缝法检测精度高、速度快,但其在检测过程中会产生很大的误差。超声波测缝法具有很高的检测精度,但其检测过程中不能检测出裂缝的宽度。激光测缝法是通过测量裂缝宽度来判断桥梁的受力情况,在测量过程中可以发现桥梁中存在的各种裂缝。激光测缝法和超声波测缝法各有优缺点,但由于混凝土裂缝具有复杂性和多变性,所以不能对裂缝进行定量评估。

(二)钢筋锈蚀检测技术目前,桥梁钢筋锈蚀检测主要包括两种方法:一种是目视检测方法,这种方法可以了解钢筋锈蚀的情况。另一种是超声波检测方法,这种方法可以了解钢筋锈蚀的程度和部位。但是在实际操作中,需要采用多种方式对桥梁钢筋进行探测,这样才能更好地了解桥梁的损伤情况。

(三)混凝土强度检测技术目前,混凝土强度检测技术主要有两种,分别是混凝土抗压强度测试和混凝土碳化深度测试。混凝土抗压强度测试主要是采用钢筋钻芯试验法或者超声波试验法进行试验。通过对试验数据进行分析和处理可以得到混凝土抗压强度曲线。混凝土碳化深度测试主要是采用非破损方法进行检测的,如回弹法、超声回弹综合法等。在实际操作过程中,需要根据公路桥梁的具体情况确定具体的检测方法和技术参数。

三、桥梁变形检测

随着桥梁结构的发展,需要采用无损检测技术对桥梁结构进行检测,例如超声波检测技术和声波时差法检测技术等。由于桥梁在长期荷载作用下,会产生不均匀沉降、水平位移、竖向位移等问题,因此,需要采用变形测量法进行检测。桥梁变形是指桥梁在使用过程中会产生一定的变形,比如桥梁纵向或横向位移、桥梁的挠度以及桥墩变形等。为了了解桥梁结构的受力状态和受力性能,需要对公路桥梁进行变形检测。目前,常见的变形测量方法有:线形测量、圆度测量、倾斜测量等。

1.线形测量

线形测量是指在公路桥梁中设置控制网,在控制网上采用三角高程法确定桥梁的中线、边线、墩台顶面的高程,从而确定桥梁的几何尺寸。在公路桥梁中,线形测量是最常用的方法,也是最基本的方法。通过线形测量可以有效地指导公路桥梁工程建设。

线形测量的方法有两种,分别为相对线形测量和绝对线形测量。相对线形测量是指在已知控制网的前提下,利用已知点到已知线的距离计算待测点到该点的距离。相对线形测量和绝对线形测量都能够直接反映公路桥梁结构的几何尺寸,但是相对线形测量比较复杂,而绝对线形测量相对简单。

2.圆度测量

圆度是指两个圆心之间的距离,其误差数值通常在±0.5 mm之内。在测量圆度时,需要将被测物放在水平面上,并利用标尺来测量被测物的直径。为了保证测量结果的准确性,一般采用坐标法进行测量。目前,圆度测量主要有两种方法:一种是光学测距仪法,另一种是激光测距仪法。光学测距仪法主要用于测量桥梁的直线度和平面度等,激光测距仪法主要用于测量桥梁的圆度和轴线与平面的夹角。

圆度测量是一种重要的变形检测方法,可以有效地反映出桥梁结构的工作状态。圆度检测技术具有很高的精度,可对桥梁结构进行长期检测和分析,但该方法受外界环境影响较大。为了提高圆度检测的准确性和稳定性,需要采用高精度光学仪器、高精度激光测距仪和高精度传感器等进行检测。此外,还需要对桥梁结构进行定期检查和养护,以保证桥梁结构的质量。

3.倾斜测量

桥梁倾斜测量主要是通过利用精密电子全站仪进行检测,并运用一定的数学方法来分析桥梁的倾斜方向。如果桥梁的倾斜方向与设计方向不一致,那么就需要对桥梁进行加固处理,以保证桥梁的正常使用。目前,常用的倾斜测量方法有: GPS倾斜测量法、激光扫描倾斜仪、全站仪倾斜测量法、激光测距仪倾斜测量法、电子经纬仪倾斜测量法、水准仪倾斜测量法等。

GPS倾斜测量法主要是利用 GPS卫星定位系统进行桥梁结构的位置信息采集,然后利用激光扫描倾斜仪对桥梁结构的表面变形情况进行检测,并将检测结果与设计值进行对比,从而得到桥梁结构的整体变形情况。激光扫描倾斜仪是利用激光扫描技术来对桥梁表面的变形情况进行检测,其优点是精度高、速度快。全站仪倾斜测量法主要是利用全站仪进行桥梁表面的变形信息采集,并将采集到的数据传输到计算机中进行分析。水准仪倾斜测量法主要是通过对水准仪进行安装调整,从而使其保持水平状态,并利用水准仪的读数来检测桥梁结构的变形情况。

四、桥梁构件或部件损伤检测

桥梁构件或部件损伤检测是指对桥梁构件或部件的外观、几何尺寸和内部结构进行检测。桥梁构件或部件损伤检测主要有以下几个方面:一是混凝土保护层的破损和脱落;二是混凝土表面局部孔洞,即孔洞缺陷;三是混凝土表面蜂窝麻面,即不规则面;四是混凝土裂缝,包括纵向裂缝、横向裂缝等。桥梁构件或部件损伤检测的目的是为桥梁养护维修提供技术支持。当公路桥梁出现病害时,需要根据病害情况确定是否需要维修加固。如果病害情况不严重,可以通过桥面铺装和伸缩缝进行处理;如果病害情况严重,可以通过更换部分构件的方式来进行加固。如果桥梁结构出现裂缝,需要对其进行观测和分析,确定裂缝产生的原因,然后选择合适的维修加固方案。在维修加固前,需要对桥梁结构进行检测和评估,根据检测结果制定维修加固方案。通常情况下,公路桥梁结构的局部检测需要采用以下几种方法:

1.外观检查

外观检查主要是通过肉眼来判断桥梁构件或部件是否存在裂缝、孔洞等外观缺陷。根据外观检查的结果,可以大致判断桥梁结构是否存在安全隐患。通常情况下,可以采用目测法、手摸法和仪器检查法等方法来进行桥梁构件或部件的外观检查。目测法主要是通过肉眼观察桥梁构件或部件的表面状况,如混凝土表面是否出现开裂、蜂窝麻面等病害;对于桥梁构件或部件的几何尺寸,可以采用手摸法进行检查,即用手触摸桥梁结构的表面,查看是否有明显的凹凸不平和变形等。仪器检查法主要是利用专门的仪器对桥梁结构进行测量,例如:运用专用测量仪器对混凝土强度进行检测;运用专用仪器对混凝土强度进行测量;运用专用仪器对混凝土厚度进行测量等等。需要注意的是,在外观检查过程中,需要保证检测数据的准确性。由于检测时环境因素和人为因素较多,可能会影响到检测数据的准确性,因此在进行外观检查时需要注意现场环境的影响。

2.尺寸检测

桥梁构件或部件的尺寸检测包括:钢筋直径检测、梁板跨中挠度检测等。在桥梁构件或部件尺寸检测过程中,主要采用超声检测方法和非接触式超声波检测仪两种方法。其中,超声检测法主要用于测量混凝土的内部缺陷,如裂缝、空洞、蜂窝麻面等;非接触式超声波检测仪主要用于测量混凝土的内部缺陷,如钢筋锈蚀、空洞等。在进行公路桥梁结构的尺寸检测时,需要采用超声检测仪对混凝土中的裂缝进行探测,并利用超声波在混凝土中传播时产生的振动频率和幅度来确定裂缝的宽度。具体来说,超声波在混凝土中传播时会产生一定的振动,由于超声波具有良好的穿透能力,因此当混凝土表面出现裂缝时,超声波就会以较大幅度、较快速度传播到裂缝表面,同时发出较大振动信号。通过对超声波振动信号进行分析和处理,就能够获取混凝土裂缝宽度的有关信息。由于混凝土表面有一些不规则形状和微小缺陷,因此可以利用超声检测仪对其进行探测。在具体检测过程中,需要先对裂缝进行粗略探测,然后使用超声波检测仪对其进行进一步探测。通过比较不同频率下超声反射信号与原始信号的差值,就能够确定混凝土表面裂缝的宽度。

结语

公路桥梁局部检测技术是保证公路桥梁正常使用的重要措施,因此需要合理选择检测方法,及时掌握桥梁结构的受力状态和变形情况,对桥梁结构的损伤情况进行准确判断,并根据检测结果确定桥梁维修加固方案,从而提高公路桥梁的质量。随着我国公路建设的飞速发展,公路桥梁使用时间不断延长,需要对公路桥梁进行定期的检测和养护维修。因此,需要对公路桥梁进行有效的局部检测,从而及时发现存在的问题,从而保证公路桥梁的正常使用。

参考文献:

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