橋梁檢測(cè)中的數(shù)據(jù)處理分析

王慧峰

(山西高速公路工程檢測(cè)有限公司，山西太原 030008)

交通運(yùn)輸線路的工程建設(shè)是關(guān)乎民生民計(jì)的大事，現(xiàn)在公路的建設(shè)基本上都已經(jīng)達(dá)到了飽和的狀態(tài)，很難再去修建全新的公路線路，同時(shí)有的地形地勢(shì)不適合公路的修建，所以各類橋梁儼然成為了交通設(shè)施建設(shè)中不可或缺的一部分。為了確保橋梁的可靠性及穩(wěn)定性，必須要對(duì)橋梁進(jìn)行檢測(cè)，而對(duì)于其檢測(cè)數(shù)據(jù)依據(jù)部件與位置等具有復(fù)雜多樣性，本文針對(duì)鋼筋混凝土簡(jiǎn)支板缺損狀況進(jìn)行詳細(xì)探討，列出其缺損狀況的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)及其原則，再提出其評(píng)判方法。

1 橋梁典型病害及其成因分析

橋梁是一個(gè)由若干部分所構(gòu)成的整體，由此可以確定橋梁的病害大致可以分為三個(gè)部分，首先是橋梁的結(jié)構(gòu)性破壞，其次是橋梁的施工質(zhì)量問(wèn)題，最后是由于缺乏預(yù)防性養(yǎng)護(hù)導(dǎo)致的橋梁潛在病害發(fā)生。

1.1 橋梁結(jié)構(gòu)性破壞

橋梁的結(jié)構(gòu)性破壞主要包括三個(gè)方面。首先，橋梁的各個(gè)部分所承受的壓力并不完全相同，有的地方力學(xué)結(jié)構(gòu)較重要，所需要承受的壓力也相對(duì)較重，從而病害的程度也隨之較重，反之較輕。這使得參評(píng)橋梁整體的荷載重及結(jié)構(gòu)的總分非常復(fù)雜，從而促使總分偏低。其次，橋梁的基礎(chǔ)部分永遠(yuǎn)都是橋梁結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵部分，由于橋梁的加防護(hù)病害，往往會(huì)導(dǎo)致橋梁各個(gè)部位不同程度的受損。最后，在橋梁加寬的同時(shí)，為了設(shè)計(jì)橋梁載荷以及結(jié)構(gòu)，往往會(huì)導(dǎo)致橋梁在車流量較大的時(shí)候以及有重型車輛通過(guò)的時(shí)候受到較為嚴(yán)重的破壞，從而使橋梁整體的承載力下降。

1.2 橋梁的施工質(zhì)量問(wèn)題

橋梁的施工建設(shè)是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中，施工的質(zhì)量、施工時(shí)所處的人為環(huán)境、自然環(huán)境以及人員操作問(wèn)題都會(huì)對(duì)橋梁的施工建設(shè)質(zhì)量造成一定的影響。橋梁施工時(shí)的破壞性評(píng)價(jià)一般較復(fù)雜，無(wú)法對(duì)施工過(guò)程中橋梁所受到的各類損傷進(jìn)行有效的防治。

1.3 缺乏預(yù)防性養(yǎng)護(hù)

橋梁的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)顧名思義便是在橋梁剛剛受到損傷或者是即將受到損傷的時(shí)候?qū)蛄旱囊环N全面性養(yǎng)護(hù)，以避免橋梁受到損壞。橋梁的損壞主要可以分為兩點(diǎn)，一是橋面的損壞，二是橋梁本體結(jié)構(gòu)的損壞。橋面的損壞主要包括路面的網(wǎng)狀龜裂、出現(xiàn)深淺不一的坑洞以及裂縫等;而橋梁本體結(jié)構(gòu)的損壞則包括橋梁板結(jié)構(gòu)所包含的鋼筋混凝土受到損壞致使混凝土碎裂、鋼筋結(jié)構(gòu)暴露，以及橋梁的梁架與墩臺(tái)結(jié)構(gòu)發(fā)生損壞等。無(wú)論是哪一種損壞情況，如果不能夠及時(shí)進(jìn)行處理，施以橋梁養(yǎng)護(hù)措施，都會(huì)使?jié)撛诘牟『Πl(fā)展，甚至使損壞加劇。比如說(shuō)制作的更換以及流道孔的清理等操作不及時(shí)，則易導(dǎo)致細(xì)微裂縫情況出現(xiàn)，如果此時(shí)不能及時(shí)修補(bǔ)，以致裂縫進(jìn)一步擴(kuò)大。因此忽略對(duì)公路橋梁的養(yǎng)護(hù)也會(huì)增加公路橋梁的修復(fù)次數(shù)以及成本。由此，提高橋梁的檢測(cè)技術(shù)需要得到較高的重視。

2 橋梁中簡(jiǎn)支板梁缺損的狀況評(píng)價(jià)

對(duì)于橋梁病害檢測(cè)中，橋梁的鋼筋混凝土簡(jiǎn)支板梁是其主要構(gòu)件，因此簡(jiǎn)支板梁的缺損狀況評(píng)價(jià)成為橋梁檢測(cè)中的重要環(huán)節(jié)，并具有以下三個(gè)原則:

1)需要保證橋梁監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的一致性及可靠性。

現(xiàn)在，一個(gè)地區(qū)的管理單位通常需要管轄很多不同地理位置的橋梁。為了確保橋梁監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性，必須制定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。否則，在對(duì)橋梁中簡(jiǎn)支板梁缺損的狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)收集上來(lái)的數(shù)據(jù)不屬于同一類別、單位不同、標(biāo)準(zhǔn)不同等問(wèn)題，從而影響對(duì)其的評(píng)價(jià)結(jié)果。

2)需要橋梁管理部門對(duì)養(yǎng)護(hù)措施的制定，即依據(jù)橋梁的損壞程度不同，需要采取不同的養(yǎng)護(hù)維修措施、方法。

每一座橋梁都是由各個(gè)不同的部分構(gòu)成的，在橋梁投入使用的過(guò)程中，每個(gè)部分所受到的損壞也會(huì)有著較大的不同。因此，在采取橋梁養(yǎng)護(hù)措施的時(shí)候，不能夠以偏概全，針對(duì)于不同的情況都采取相同的養(yǎng)護(hù)方式。以橋面損壞為例，不同程度橋面裂縫損壞情況，所需要采取的養(yǎng)護(hù)措施完全不同。如果橋面產(chǎn)生的裂縫較窄，而且深度并沒有達(dá)到會(huì)對(duì)橋梁梁板本體造成損壞的程度，這時(shí)只需要使用粘合劑，如環(huán)氧樹脂膠對(duì)裂縫進(jìn)行相應(yīng)的封閉處理。但如果裂縫較寬，并且已經(jīng)損壞到橋梁梁板時(shí)，僅僅使用環(huán)氧樹脂是無(wú)法將所有裂縫全部填充的。因此必須使用高壓注漿的方式，將環(huán)氧樹脂高壓注入裂縫中使其填滿每一道裂縫，完成裂縫的比和處理。如果裂縫已經(jīng)足夠深，橋梁的負(fù)載能力都受到影響，就必須要使用纖維補(bǔ)強(qiáng)材料來(lái)先對(duì)橋梁梁體進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，增強(qiáng)其抗彎承載能力，最后再用環(huán)氧樹脂來(lái)填補(bǔ)其他較小的裂縫。

3)制定橋梁缺損狀況整體評(píng)價(jià)準(zhǔn)則。

雖然橋梁損壞的形式多種多樣，但是按照其缺損狀況一般可分為四個(gè)等級(jí)，等級(jí)一為最佳狀態(tài)，其特征表現(xiàn)為無(wú)損現(xiàn)象，只需正常養(yǎng)護(hù)即可;等級(jí)二為輕微損傷狀態(tài)，其特征表現(xiàn)在各個(gè)部件，需要局部小修補(bǔ);等級(jí)三為一般損傷狀態(tài)，表現(xiàn)在各個(gè)部件，需要中等局部修復(fù)，同時(shí)需要加強(qiáng)過(guò)程檢測(cè);等級(jí)四為最壞狀態(tài)，即各個(gè)部件均表現(xiàn)嚴(yán)重或破壞性損失狀況，需要大修、加固，甚至重建等。橋梁損壞的原因以及表現(xiàn)有很多種，如果每一次都單獨(dú)分析往往需要花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間，在這期間橋梁的損壞狀況會(huì)進(jìn)一步加劇，從而錯(cuò)失最好的維護(hù)時(shí)機(jī)。但當(dāng)制訂了橋梁缺損狀況整體評(píng)價(jià)準(zhǔn)則之后，就可以僅僅依靠橋梁缺損的四種程度來(lái)判斷應(yīng)該采取怎樣的方式來(lái)對(duì)橋梁進(jìn)行維護(hù)。這樣大大縮短了調(diào)查分析所需要的時(shí)間，為橋梁病害檢測(cè)之后的各類操作創(chuàng)造了更好的條件。

3 鋼筋混凝土簡(jiǎn)支板梁缺損狀況變權(quán)評(píng)定方法

首先，通過(guò)橋梁檢測(cè)結(jié)果，根據(jù)部件缺損程度，例如大小、多少以及輕重，缺損對(duì)結(jié)構(gòu)使用功能的影響程度以及缺損本身的發(fā)展變化狀況。

其次，根據(jù)技術(shù)手冊(cè)《公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》以及權(quán)威專家意見，同時(shí)結(jié)合地方公路橋梁的實(shí)際情況，對(duì)橋梁各部件的權(quán)重作必要的調(diào)整。再進(jìn)行變權(quán)操作，即將所有部件中不具備的某項(xiàng)或某幾項(xiàng)部件的權(quán)重按比例重新分配給其他各項(xiàng)。但仍然保持總權(quán)重為總分100，且各部件的權(quán)重在總權(quán)重所占比例并未發(fā)生變化，以保證各部件相對(duì)于整個(gè)結(jié)構(gòu)的重要性。

再求出橋梁缺損狀況指數(shù)BCI。根據(jù)上述數(shù)值進(jìn)行加權(quán)平均即為BCI，其定義如下:

其中，Ri為各部件的評(píng)定標(biāo)度;Wi為各部件權(quán)重;100;BCI為橋梁的缺損狀況指數(shù)，當(dāng)指數(shù)越高則表示橋梁結(jié)構(gòu)越好，缺損越少。

由于個(gè)別重要部件缺損嚴(yán)重，已危及橋梁安全，若按變權(quán)評(píng)定法，不能準(zhǔn)確反映該橋梁的真實(shí)技術(shù)狀況，對(duì)這類橋梁應(yīng)采用以重要部件最差的缺損狀況作為評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)定方法。

最后根據(jù)專家評(píng)估法確定的評(píng)定等級(jí)進(jìn)行對(duì)照，確定所檢查橋梁的最終等級(jí)，為進(jìn)一步檢查、養(yǎng)護(hù)、維修加固以及數(shù)據(jù)處理等提供參考。

4 結(jié)語(yǔ)

橋梁的損壞已經(jīng)成為了一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。橋面路面如果缺少養(yǎng)護(hù)會(huì)帶來(lái)較大程度的網(wǎng)裂、坑槽、沉陷、麻面等病害，從而影響破板，降低路面平整度，嚴(yán)重影響了行車安全。因此，提高橋梁檢測(cè)技術(shù)需要得到廣大工作人員的高度重視。

［1］周文松，李 惠，歐進(jìn)萍，等.大型橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法［J］.公路交通科技，2006，23(3):83-87.

［2］施 洲，蒲黔輝，佘 川.鋼管混凝土拱橋自振特性分析及其檢測(cè)應(yīng)用［J］.公路交通科技，2005，22(1):62-65.