高速改擴(kuò)建項(xiàng)目公路和橋涵工程檢測(cè)與評(píng)價(jià)研究

俞發(fā)乾 王鵬翀

（安徽省七星工程測(cè)試有限公司 安徽合肥 230000）

高速改擴(kuò)建項(xiàng)目公路和橋涵工程檢測(cè)與評(píng)價(jià)研究

俞發(fā)乾 王鵬翀

（安徽省七星工程測(cè)試有限公司 安徽合肥 230000）

隨著國家對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度的不斷加大，高速公路總里程不斷延長，公路橋梁數(shù)量不斷增多。與此同時(shí)，公路與橋梁損壞現(xiàn)象和高速改擴(kuò)建項(xiàng)目也隨之增多，使得公路、橋涵工程檢測(cè)與評(píng)價(jià)工作變得越來越重要。為提高高速改擴(kuò)建項(xiàng)目公路與橋涵工程的檢測(cè)水平與評(píng)價(jià)效果，本文首先對(duì)高速改擴(kuò)建項(xiàng)目公路與橋涵工程檢測(cè)的主要內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)分析，然后重點(diǎn)對(duì)高速改擴(kuò)建項(xiàng)目公路與橋涵工程的檢測(cè)及評(píng)價(jià)進(jìn)行了研究。

高速改擴(kuò)建項(xiàng)目；公路；橋涵工程；檢測(cè)評(píng)價(jià)

前言

當(dāng)前，為進(jìn)一步完善交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，高速改擴(kuò)建項(xiàng)目數(shù)量逐漸增多。高速改擴(kuò)建項(xiàng)目實(shí)施的根本目的在于提高公路與橋梁布局的合理性，提高公路和橋梁的耐久性。但要想實(shí)現(xiàn)這一目的，就必須對(duì)公路和橋涵工程進(jìn)行檢測(cè)和評(píng)價(jià)，對(duì)檢測(cè)內(nèi)容進(jìn)行全面了解。由于檢測(cè)與評(píng)價(jià)有效性直接影響著高速改擴(kuò)建項(xiàng)目的成功與否，所以必須要全面做好高速改擴(kuò)建項(xiàng)目公路與橋涵工程的檢測(cè)和評(píng)價(jià)工作。

1 高速改擴(kuò)建項(xiàng)目公路與橋涵工程檢測(cè)主要內(nèi)容

1.1 公路工程檢測(cè)內(nèi)容

高速改擴(kuò)建項(xiàng)目中，公路工程檢測(cè)的重點(diǎn)是道路的補(bǔ)強(qiáng)范圍與當(dāng)前使用性能的評(píng)價(jià)，而檢測(cè)的主要內(nèi)容包括四方面：路面外觀與破損檢查（綜合破損），路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度測(cè)試，路面內(nèi)部與結(jié)構(gòu)層厚度調(diào)查和路基土質(zhì)性能指標(biāo)檢測(cè)[1]。路面外觀與破損檢查包括裂縫、變形、沉陷及其他問題，可以采用先進(jìn)的公路路面破損記錄系統(tǒng)對(duì)路面破損進(jìn)行檢測(cè)，生成路面病害分析圖，從而對(duì)路面綜合破損情況有個(gè)直觀清晰的了解與掌握。路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度測(cè)試，通過采用落錘式彎沉儀測(cè)試路面的彎沉值與回彈彎沉值，可以較好的反映出路基路面的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大小與綜合承載力大小，進(jìn)而為老路面的補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)提供參考指標(biāo)。路面內(nèi)部狀況調(diào)查與路面結(jié)構(gòu)層厚度調(diào)查檢測(cè)的主要是路面的結(jié)構(gòu)層厚度、路面裂縫、基層混凝土情況等，并分析造成路面發(fā)生病害的原因[2]。可以采用車載探地雷達(dá)系統(tǒng)來檢測(cè)該部分內(nèi)容。路基土質(zhì)性能指標(biāo)檢測(cè)可以采用路基勘探儀和車載探地雷達(dá)系統(tǒng)等儀器設(shè)備來進(jìn)行。

1.2 橋涵工程檢測(cè)內(nèi)容

相對(duì)公路工程，橋涵工程檢測(cè)的內(nèi)容較多，包括主橋梁結(jié)構(gòu)、支座結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)、橋梁防排水設(shè)施狀況檢測(cè)等。主橋梁結(jié)構(gòu)檢測(cè)包括空洞、破損、漏筋等病害的外觀調(diào)查和詳細(xì)調(diào)查，采用各種儀器對(duì)裂縫深度走向、鋼筋銹蝕程度等進(jìn)行全面檢測(cè)。支座檢測(cè)包括支座的銹蝕情況、脫空情況，橋墩、橋臺(tái)結(jié)構(gòu)是否完整完好、臺(tái)帽頂部混凝土是否存在開裂、變形或積水等等[3]。橋梁下部結(jié)構(gòu)檢測(cè)包括橋臺(tái)、橋墩混凝土是否剝落、漏筋，是否出現(xiàn)蜂窩麻面、基礎(chǔ)沉降、裂縫等病害，對(duì)橋梁下部結(jié)構(gòu)進(jìn)行外觀調(diào)查，使用各種先進(jìn)儀器進(jìn)行測(cè)量測(cè)試，探測(cè)裂縫深度。橋梁防排水設(shè)施狀況檢測(cè)包括防水材料性能、排水設(shè)施工作性能與排水效果，以及調(diào)查排水管是否發(fā)生堵塞，是否銹蝕嚴(yán)重，橋面是否存在積水等。

2 高速改擴(kuò)建項(xiàng)目公路與橋涵工程檢測(cè)與評(píng)價(jià)

從工程實(shí)際出發(fā)，以某1996年建成的高速公路為例，該高速公路至今已運(yùn)營10余年，本身性能與服務(wù)性能逐漸下降，路面結(jié)構(gòu)層厚度逐漸變薄，重車、超載問題突出，路面破損嚴(yán)重，橋涵段局部出現(xiàn)結(jié)構(gòu)破損，需要對(duì)該高速公路與橋涵進(jìn)行一次全面的檢測(cè)和評(píng)價(jià)。

2.1 公路工程的檢測(cè)與評(píng)價(jià)2.1.1路基狀況檢測(cè)及評(píng)價(jià)

從路基承載力、動(dòng)態(tài)模量、含水量、路基路面綜合承載力對(duì)該高速改擴(kuò)建項(xiàng)目進(jìn)行檢測(cè)與評(píng)價(jià)。經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，路基含水量與承載力之間沒有明顯的關(guān)聯(lián)，且不同種類土所檢測(cè)到的含水量與承載力之間關(guān)系變化很大（如圖1），所以對(duì)于路基狀況的評(píng)價(jià)應(yīng)以檢測(cè)單位提供的路基承載力檢測(cè)報(bào)告為基礎(chǔ)來進(jìn)行[4]。使用FWD對(duì)路基動(dòng)態(tài)彎沉值進(jìn)行測(cè)量，通過相關(guān)公式換算求出路基的動(dòng)態(tài)模量，根據(jù)所得動(dòng)態(tài)模量對(duì)該項(xiàng)目路基承載力進(jìn)行評(píng)價(jià)。分析FWD檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在被檢測(cè)路段的2km內(nèi)所測(cè)量的40個(gè)點(diǎn)所計(jì)算出的路基動(dòng)態(tài)模量值之間存在很大差距，離散性較大，最小模量為50MPa，最大模量為1000MPa。同一斷面上的模量值相差1.72倍，同一方向上的模量值相差12.7倍，造成這一巨大差距存在的原因可能是在路基養(yǎng)護(hù)過程中，路基被進(jìn)行了某種處理，亦或是路基斷面形式存在較大差異，填料選擇不相同等。但無論出于某種原因，這一檢測(cè)結(jié)果都表明這段老路面存在一定問題，應(yīng)在改擴(kuò)建過程中進(jìn)行相應(yīng)處理。

圖1 亞砂土與亞粘土路基承載力對(duì)比

2.1.2 路面狀況檢測(cè)及評(píng)價(jià)

路面破損情況評(píng)價(jià)指標(biāo)選用路面狀況指數(shù)（數(shù)值范圍為0～100，數(shù)值越大表明路面狀況越好），而路面狀況指數(shù)的獲取通過計(jì)算路面破損率來實(shí)現(xiàn)。首先，根據(jù)調(diào)查所得路面破損范圍與嚴(yán)重程度，參考路面破損換算系數(shù)表，得到對(duì)應(yīng)的路面破損換算系數(shù)K，然后按照如下公式計(jì)算路面綜合破損率DR（%）：

式中：D為調(diào)查路面的折合破損面積；A為調(diào)查路面的總面積，單位為m2；Dij為第i類損壞、第j類嚴(yán)重程度的實(shí)際破損面積；Kij為第i類損壞、第j類嚴(yán)重程度的路面破損換算系數(shù)。求出路面綜合破損率之后，即可得到路面狀況指數(shù)，進(jìn)而對(duì)該路面狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2.2 橋涵工程的檢測(cè)與評(píng)價(jià)

2.2.1 橋梁結(jié)構(gòu)檢測(cè)及評(píng)價(jià)

經(jīng)檢測(cè)，該高速改擴(kuò)建項(xiàng)目某座橋梁橋面主要存在以下幾種病害：左橋面橫縱向開裂、坑槽、麻面、欄桿脫漆有刮痕，右橋面橫縱向開裂、有坑槽、欄桿大面積脫漆刮傷、麻面。依據(jù)相關(guān)規(guī)范，對(duì)該橋面評(píng)價(jià)等級(jí)為三類。下部結(jié)構(gòu)檢測(cè)結(jié)果顯示，右側(cè)0號(hào)與4號(hào)橋臺(tái)蓋梁與擋塊基本完好，評(píng)價(jià)結(jié)果為二類；1號(hào)橋墩與2號(hào)橋墩蓋梁上方均出現(xiàn)彎矩裂縫，西側(cè)均出現(xiàn)混凝土剝落，墩柱有網(wǎng)狀裂縫，評(píng)價(jià)結(jié)果為三類[5]。具體檢測(cè)結(jié)果及評(píng)價(jià)見表1。橋梁支座檢測(cè)結(jié)果顯示，大部分支座存在偏出現(xiàn)象，部分存在嚴(yán)重的脫空。另外，墊石裂縫、橡膠開裂，受力變形等現(xiàn)象也都有出現(xiàn)，綜合評(píng)定結(jié)果為三類。

2.2.2 橋梁承載力評(píng)價(jià)

以橋梁的動(dòng)載試驗(yàn)為例，采用DH5936數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對(duì)橋梁進(jìn)行動(dòng)響應(yīng)測(cè)試。首先，在橋面上布設(shè)4個(gè)測(cè)試點(diǎn)，然后調(diào)用6輛載重車進(jìn)行跑

表1 某高速改擴(kuò)建項(xiàng)目某座橋檢測(cè)及評(píng)價(jià)結(jié)果

車、剎車啟動(dòng)試驗(yàn)。車輛在橋面行駛過程中，使用傳感器對(duì)橋面產(chǎn)生的振動(dòng)加速度、振動(dòng)位移等數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，利用相關(guān)公式計(jì)算出橋梁結(jié)構(gòu)的阻尼比、振動(dòng)頻率，繪制出振型圖與振動(dòng)衰減曲線。將實(shí)測(cè)振動(dòng)頻率與振型與理論振動(dòng)頻率與振型進(jìn)行對(duì)比，通過制動(dòng)實(shí)驗(yàn)與剎車試驗(yàn)分析出被測(cè)橋梁的結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性。最后，根據(jù)橋梁動(dòng)載試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)分析，得出如下結(jié)論：在僅考慮質(zhì)量的條件下，實(shí)測(cè)橋梁振動(dòng)頻率大于理論頻率，結(jié)合阻尼比，說明橋梁空心板剛度滿足質(zhì)量要求；同時(shí)阻尼比還反映了橋梁結(jié)構(gòu)耗散外部能量輸入能力良好，基本能夠維持正常使用。

3 總結(jié)

根據(jù)上文表述可知，在高速改擴(kuò)建項(xiàng)目中，公路工程檢測(cè)與橋涵工程檢測(cè)內(nèi)容繁多，需要對(duì)每一部分都進(jìn)行全面細(xì)致的檢查，并按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)，這樣才能將改建項(xiàng)目道路與橋梁真實(shí)病害情況準(zhǔn)確的反映出來，進(jìn)而為道路與橋梁改建施工提供必要的數(shù)據(jù)資料。總之，公路與橋涵工程檢測(cè)及評(píng)價(jià)是一項(xiàng)非常重要的工作，對(duì)完善我國交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)具有重要指導(dǎo)意義。

[1]楊歡.連霍高速改擴(kuò)建項(xiàng)目公路和橋涵工程檢測(cè)與評(píng)價(jià)[D].鄭州大學(xué)，2010.

[2]張宏國.長春至拉林河高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目綜合評(píng)價(jià)研究[D].吉林大學(xué)，2013.

[3]雷劍.高速公路改擴(kuò)建工程精細(xì)化管理關(guān)鍵問題研究[D].長安大學(xué)，2011.

[4]陳景星.高速公路梁橋加寬樁基礎(chǔ)沉降差異控制技術(shù)研究[D].長安大學(xué)，2013.

[5]孫小稀.長平高速改擴(kuò)建工程施工組織方案設(shè)計(jì)分析[D].吉林大學(xué)，2012.

U445.1

A

1004-7344（2016）15-0130-02

2016-5-12