探析橋梁施工中檢測技術的應用

張 變 瑞

(山西高速公路工程檢測有限公司，山西 太原 030008)

探析橋梁施工中檢測技術的應用

張 變 瑞

(山西高速公路工程檢測有限公司，山西 太原 030008)

闡述了目前我國橋梁施工過程中幾種常見的檢測技術，并以某橋梁為例，分析了無損檢測技術和動靜載荷試驗在橋梁結構檢測中的應用，有利于橋梁建設的改革創新，確保橋梁的安全穩定。

橋梁施工，檢測技術，動靜載荷，裂縫

在城市化建設中，交通的建設是重中之重，而橋梁的建設工作是必不可少的。近些年來建設的橋梁數不勝數，其中不乏經典之作。不過，值得一提的是，雖然我國橋梁建設水平正在飛速提高，但是橋梁整體的質量仍然有待提高，因此我們在橋梁建設的過程中必須開發出更為先進的橋梁質量檢測技術，以此來完成對我國橋梁建設的改革創新，并保證橋梁工程的建設質量。

1 橋梁施工過程中常用的檢測技術

在橋梁檢測的過程中，所要進行檢測的項目種類有很多，為了能夠保證每一項都可以受到最為專業的檢測，在檢測過程中衍生出來了很多的檢測技術和檢測方法。歸納整理之后可以大致分為無線電檢測技術、自感應檢測技術以及沖擊波檢測技術。

1.1 無線電檢測技術

無線電檢測技術主要用來檢測橋面是否存在裂縫，以及裂縫的深度和大小，從而進一步評估橋梁內部損傷的嚴重程度。在橋梁施工過程中，由于混凝土質量以及保養等因素的影響，橋面會出現大小深度不一的裂紋，為獲取這些裂紋對橋梁的損失情況，檢測人員通常會采用無線電對橋面進行檢測。如果橋面裂痕較深且跨度較大的話，依靠肉眼便可以確定該橋梁橋面已經受到較為嚴重的損傷。但是有的橋面裂縫是無法靠肉眼觀測就能夠判斷的。針對于這種橋面裂縫，就必須要使用無線電檢測技術。無線電檢測技術的基本方法是將無線電波作用于待檢橋面之上，而后采集相應的傳感收集器的相關數據，根據反射電波的時間和強度來確定路面裂縫的損傷情況。人類依靠肉眼是無法直接觀察到無線電的，但是卻可以通過相關儀器對其進行收集和檢測。無線電波可以在空氣中傳播，卻無法在大部分固體介質中傳播，比如建設橋梁所用的鋼筋混凝土，當無線電波接觸到這些固體介質時就會發生反射，按照原路返回發射點。當橋面上已經產生了裂縫時，無線電波可以在裂縫中傳播，裂縫越深，傳播時間通常就越長，同時在傳播過程中的損耗也就越大。因而反射電波接收的時間越長，強度越弱，則橋面裂縫的損傷程度就越深。

1.2 自感應檢測技術

自感應檢測技術屬于預埋式橋梁檢測方法，能夠適應于各種不同的環境，且具備一定的準確性，因而被廣泛應用于橋梁檢測之中。該檢測技術的原理是通過檢測橋梁內部離子的電導率，從而判斷內部結構是否發生變化，以及這種變化對橋梁內部應力所產生影響的大小。建設橋梁主要用到的材料是鋼鐵和水泥。鋼鐵容易發生銹蝕，在鋼鐵銹蝕的過程中，其中的單質鐵與空氣中的氧氣以及滲入橋梁內部的水一起反應從而生成二氧化三鐵和氫氧化鐵，也就是鐵銹的主要成分。其中，氫氧化鐵在水中發生電離，電離出三價鐵陽離子以及氫氧根離子；而水泥的主要成分是各種硅酸鹽，雖然硅酸鹽一般難溶或微溶于水，但是還是會有一小部分在水中發生電離，如果水泥結構受到破壞，其電離過程一定會受到相應的影響。因此當橋梁內部的鋼筋出現銹蝕或者混凝土結構發生改變時，橋梁內部的離子含量就會發生明顯變化，進而改變橋梁內部的導電率，自感應檢測技術就是對這些因子的變化進行檢測分析，從而了解橋梁內部應力分布和突變，進而確定缺陷位置和程度。

1.3 沖擊波檢測技術

沖擊波檢測技術主要用于檢測橋梁內部構造是否存在空洞以及空洞的大小和深度，其原理是橋梁內部空洞在沖擊波的作用下會產生相應的脈沖波，而脈沖波的波形和強弱恰好反映了內部空洞的位置及大小情況。當沖擊波作用于檢測區域時，如果檢測區域內部結構存在損傷，那么就會產生相應的脈沖波，檢測人員只要對產生的脈沖波進行分析處理即可得到檢測區域內部是否存在中空情況以及裂紋分布情況。但是沖擊波檢測技術在對橋梁內部結構是否出現損傷進行檢測的時候，往往會有很大的局限性。因為，沖擊波如果過大，其對橋梁本身就會造成一定的破壞，這與橋梁檢測的根本目的是完全相悖的。因此，在使用沖擊波檢測技術的時候，所釋放的沖擊波強度一般都比較小。而沖擊波強度越小，其在橋梁內部所能夠傳播的范圍也就越小，由于橋梁內部損傷而產生的脈沖波的強度也隨之減小。也就是說，沖擊波檢測技術為了能夠更好的得出相關結論并不對橋梁造成損壞，其所能夠檢測的范圍是比較小的。如果要對整個橋梁進行檢測，使用沖擊波檢測技術相較于其他幾種檢測技術而言更加的費時費力。

2 無損檢測技術和動靜載荷試驗在某橋梁施工中的具體應用

某橋梁總跨度為100 m，跨徑組合為5×20 m，上部為鋼筋混凝土的“T”梁結構，下部為雙柱墩臺和重力臺基結構，樁基采用高壓灌漿法建造，橋面采用混凝土鋪設，寬度8 m，雙向兩車道。為了檢測該工程的施工質量和橋梁性能，相關人員采用無損檢測技術和動靜荷載使用對橋梁進行了全面檢測，從而進一步確保橋梁安全穩定性能。

2.1 無損檢測技術的具體應用

無損檢測技術主要對橋梁混凝土裂縫以及內部結構進行相應的檢測，這種檢測技術顧名思義便是對檢測對象不產生破壞的檢測技術，因此又被稱為非破壞性檢測技術。上面所提到的無線電檢測技術、沖擊波檢測技術以及自感應檢測技術都屬于無損檢測技術的一種。通過無線電檢測之后，該橋梁的路面存在少量的豎向裂縫，裂縫寬度和深度均未超過規定值，并且橋面存在麻面現象，已經用水泥進行了抹平修補處理。由于各個橋墩均未安裝支座，因此“T”梁頂部和蓋梁之間存在混凝土損傷，并且產生了3條裂縫，裂縫長寬分別為80 mm,0.15 mm；180 mm,0.05 mm，200 mm，0.10 mm；對此已經采取了相應的補救措施。與此同時，檢測人員采用自感應電位法測定橋梁內部的結構變化，結構表明橋梁電導率并未發生明顯突變，混凝土結構良好，鋼筋銹蝕率為1，判定未被銹蝕。

2.2 動靜載荷試驗的具體應用

為了確保橋梁能夠承載設計荷載，在橋梁施工過程中要對其進行動靜荷載的試驗，從而進一步檢測橋梁自身所能承載的實際負荷。但并不是每一座橋梁都必須要進行動靜載荷試驗，一般來說，只有跨徑大于40 m的梁式橋以及跨徑大于60 m的拱式橋即所有的大跨徑橋梁才需要進行動靜載荷試驗。一方面，檢測人員在“T”梁跨度中選取5個測試點，布置相應的應變傳感器，而后對測定區域施加某一靜態壓力值，根據傳感器反映的彎矩來確定待測區域的彎矩值，檢測結果顯示：5處測量點的最大彎矩值為748.51 kN/m，低于762.10 kN/m的設計值，說明橋梁符合靜載荷的要求。另一方面，檢測人員選取荷載為10 t的汽車分別以20 km/h 和30 km/h的速度行駛在橋面上，然后在“T”梁之間緊急剎車，使得橋梁受迫振動[2]，從而去量測振動頻率，試驗結果表明：橋梁自振頻率為4.06 Hz，低于理論設計值5.95 Hz，由此可以確定橋梁也符合動載荷的要求。通過上述實驗可以確定，該橋梁的整體強度滿足設計要求。

3 結語

由于材料、結構以及自然環境等因素的影響，一些橋梁會出現不同程度的損傷，而無損傷檢測技術和靜動載荷試驗能夠全面地評價橋梁施工質量，因此在橋梁施工過程中要采用相應的技術來檢測橋梁質量，從而確保橋梁的安全穩定。我國橋梁建設的整體質量仍有待改進和加強，因此探索出先進的橋梁檢測技術，對我國橋梁建設的改革創新以及工程質量的保證有著十分深遠的影響。

[1] 郭曉媛，楊東良.裂縫對鋼筋混凝土橋梁耐久性的影響與對策探討.建筑工程技術與設計，2015(10)：115.

[2] 張華超.對橋梁荷載試驗的淺談.城市建設理論研究，2013(8)：91-92.

On application of inspection techniques in bridge construction

Zhang Bianrui

(ShanxiExpresswayEngineeringInspectionCo.,Ltd,Taiyuan030008,China)

The paper illustrates the common inspection techniques in the bridge construction process in China, analyzes the application of the nondestructive inspection technique and dynamic and static loading tests in bridge structures by taking some bridge as the example, was conductive to the reform and innovation of bridge construction, to ensure the safety and stability of bridge.

bridge construction, inspection technique, dynamic and static loading, crack

2015-09-15

張變瑞(1983- )，女，工程師

1009-6825(2015)33-0169-02

U446

A