淺談鋼筋混凝土橋梁試驗檢測技術及其發展趨勢

朱雪晴

淺談鋼筋混凝土橋梁試驗檢測技術及其發展趨勢

朱雪晴

（中設設計集團股份有限公司 江蘇南京 210014）

本文著重對橋梁無損檢測方法進行介紹，分析和評價橋梁荷載試驗的類別、動力試驗以及靜載試驗檢測方法進行了介紹，并闡述了混凝土橋梁檢測技術的未來發展趨勢。

橋梁試驗；檢測技術；發展趨勢

我國鋼筋混凝土橋梁工業發展始于上世紀，隨著時間的逐漸流逝，橋梁的安全問題也逐漸暴露。一般而言，橋梁因年限而產生出問題多源于兩大方面：一方面，自然因素：由于年久失修，或久曝于外，難免會有各種自然侵蝕，如若不加以修復，安全隱患不定會釀成現實；另一方面，人為因素：由于橋梁長期的不科學使用、維護不及時、超重大貨車非法駛過橋梁等因素，導致橋梁出現多多少少的問題。因此，及時檢測鋼筋混凝土橋梁的質量顯得至關重要。而在我國目前的技術下，基本采取以下三種橋梁檢測方法。

1 無損檢測

1.1 檢測方法

1.1.1非破損法

非破損法是指在不損傷橋梁的基礎上，對橋梁的物理性能進行檢測，根據所檢測出的物理項目數值進行一定的專業推算或計算，從而得出橋梁的承載能力，以此檢測鋼筋混凝土橋梁的問題所在。常見的方法有射線吸收、超聲脈沖等等。

1.1.2半破損法

半破損法是指在不對橋梁的承載力進行破壞的基礎上，對其其他方面進行局部破壞試驗，常見的方法如射擊法等等。

1.1.3無損檢測法

無損檢測與非損檢測不同，前者使用超聲波技術對橋梁混凝土內部進行探測，后者是指在不損傷的基礎上進行物理實驗。無損檢測一般利用超聲波的波幅、頻率、波形等因素對混凝土進行內部分析，得出其破損情況。

1.1.4動力試樁法

該項方法是一項混合技術，它包括了大應變法和小應變法。大應變法是指對混凝土橋梁單柱進行承載力性能測試；小應變法是指對混凝土橋梁柱體內部結構進行檢測，得出更微觀層面的結論。動力試柱法的優點在于二者結合，宏觀和微觀層面兼具；缺點在于其承載力測試的誤差較大。[1]

1.2 評價

我們需要根據不同的目的，在測試時有針對性地展開。比如，橋梁表現測試時，我們主要考察整體與局部的部件幾何關系與尺寸、結構問題、保養情況；結構測試主要需要針對當年建造資料進行結構研討、根據施工與維護工藝進行有針對性的定點測試；材料測試則需要針對橋梁的鋼筋混凝土柱體的損傷情況進行記錄，包括混凝土的強度、抗壓性等方面測試，以及對其內部元素、缺陷、縫隙等問題進行檢查。

鋼筋混凝土橋梁目前的發展前景主要集中在以下三個部分：橋梁表觀檢測、橋梁材料檢測以及檢測儀器技術。目前國內外在這三方面的差距仍然不容忽視。國外的相關儀器設備、檢驗技術、檢驗理念仍然更為先進。如雙頻帶紅外線自動溫度檢測系統、雷達監測系統等等，都是我國在近幾年來需要追趕的方向。

2 荷載試驗

一般情況下，只有以下幾種特殊情況需要荷載試驗：首先，采取了大量新技術、新材料的橋梁，尤其是跨度較大的混凝土橋梁。因其技術、材料的可靠性無法百分之百保證，且其在嘗試初期就有較大跨越，因此需要對其承載能力進行安全排查；其次，需要通過大型特殊車輛的橋梁，荷載試驗是保證其今后安全運行的關鍵；以及，經過維修加固后的舊橋，荷載模擬試驗能讓大家了解其修復效果如何；最后，歷史悠久到找不全建造記錄的橋梁，這些橋梁因信息不全而容易發生超載、使用過度的情況，需要再進行試驗以保證安全。[2]

荷載試驗按照性質分為靜載試驗和動力試驗兩種荷載試驗，同時根據其他分類方法也可分為基礎荷載、輕荷載和重荷載三種。本文主要介紹前一種分類方法下的靜載與動力試驗。

2.1 靜載試驗

裂縫、應變、撓度、變形一般是靜載試驗進行分析的四大數據。在實際應用中，橋梁的抗裂性能、剛度和強度是最需要考察的對象。

靜載試驗一般情況下包括以下幾個部分：首先，找到鋼筋混凝土橋梁每一個跨度里的 3 個檢測點，獲取側向撓度、扭轉變形和豎向撓度變形的最大值，以及支座的下沉值；其次，在控制截斷面上選5個測試點，獲取控制截面的應力分布的最大值和偏載特征并記錄；以及，獲取支座的沉降、轉角和伸縮，橋梁墩柱的轉角和位移數據并記錄；最后，對裂紋出現的位置、大小、長度、深度等情況作好記錄，并對比修正后的荷載情況進行記錄。如果在橋梁結構的控制面等關鍵部位出現了裂痕，且此時的荷載數值臨界于標準值與最大值之間時，應該停止繼續試驗，迅速撤離并記錄當時的情況和數值。

2.2 動力試驗

動力試驗的主要考核指標是橋梁結構的自振性能、橋梁結構的聯合振動性能以及車輛動力荷載。主要目的為了排查橋梁運營時可能會出現的問題。動力測試的原理主要是出于規避外界強迫振動源，比如大型車輛駛過時會與橋梁自震形成共振，此時的動撓度達到臨界值，車速達到最大，非常不安全。沖擊系數是動力試驗的關鍵，主要包括測試橋梁結構在車輛荷載情況下的強迫振動與橋梁自震。一般的試驗順序是，先用外界因素使橋梁發生強迫振動，再用儀器記錄橋梁結構的自震曲線，最后使用專業的快速傅立葉轉換儀器來進行振動特性的分析。

然而，隨著科技的不斷進步，很多有經驗的專業工程師能通過自己的經驗對記錄的數據進行分析并得出結論，一般而言，機器所測出的標準值要大于經驗推斷出的數值，如此才可以在實際運行過程中保證安全。

3 混凝土橋梁檢測技術的發展方向

3.1 技術與設備進步

任何一項工程技藝的發展都與科學技術水平的提升密不可分，尤其在當代，技術、設備的進步直接決定了橋梁檢測水平的進步。目前，國外的設備與技術相較國內而言更為先進，紅外線、雷達、超聲波等先進技術的應用范圍廣、使用程度深，我國在這幾項設備技術領域的成就并不低于國外，但在實際應用的轉化層面則遜色許多。我國目前應該派各個領域的專家分別針對各領域不同特征，對先進技術的引入與應用對更深層面的研究、試驗，此項工程的突破對我國工業各個領域的意義十分遠大。[3]

3.2 科學管理

在鋼筋混凝土橋梁試驗領域，更好的方式是將檢測部門、監管部門、工程信息部門三者合一。如此可以有效提高檢測效率。既能在第一時間獲取到橋梁建造時的一手數據，也能在日常營運中發現問題，事先進行推測，更能有針對性地對問題進行監測檢測。

同時，精簡管理團隊，增多維修與檢測經費，做到每一步都為了最終運營安全服務，一切行動盡量簡單高效完成。

4 小結

橋梁安全關系到每個人的切身利益，與安全相關的事情不容忽視。總體來說，我國橋梁監測領域目前的狀況喜憂參半，好處在于能在近幾年迅速追趕國外先進水平，試驗方法與技術有了大幅提升，管理層面也在進步；缺陷在于，設備的先進水平仍有待提高。值得高興的是，目前這些問題也在不斷解決之中，鋼筋混凝土橋梁試驗檢測技術正在不斷進步。

[1]胡升. 淺談鋼筋混凝土橋梁試驗檢測技術及其發展趨勢[J]. 城市道橋與防洪,2015,15(07):190-191.

[2]黃清. 鋼筋混凝土橋梁火災后檢測評估[J]. 世界橋梁,2014,23(05):78-82.

[3]胡杰,陳磊. 橋梁靜載試驗的應用與研究[J]. 北方建筑,2016,17(01):61-62.

朱雪晴 ；出生年月(1990—10)女 ；職稱：助工；研究方向 ：路橋試驗檢測；工作單位：中設設計集團股份有限公司；工作年限 8；畢業院校：東南大學。

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1007-6344（2017）03-0321-01