淺談橋梁鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)與檢測

王忠禮 高樹棟

（山東恒建工程監(jiān)理咨詢有限公司 山東濰坊 261057）

淺談橋梁鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)與檢測

王忠禮 高樹棟

（山東恒建工程監(jiān)理咨詢有限公司 山東濰坊 261057）

對于橋梁來說，鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量的好壞將直接決定著整個工程的施工質(zhì)量，與人們的生命健康安全之間聯(lián)系緊密，因此加強(qiáng)對橋梁鋼結(jié)構(gòu)的檢測是十分必要的。本文主要針對檢測橋梁鋼結(jié)構(gòu)功能狀態(tài)和整體性能、診斷橋梁鋼結(jié)構(gòu)材料缺損狀況以及在橋梁鋼結(jié)構(gòu)檢測中對常規(guī)無損檢測技術(shù)的應(yīng)用這三個部分做了詳細(xì)分析。

橋梁鋼結(jié)構(gòu)；檢測技術(shù)；無損檢測

1 檢測橋梁鋼結(jié)構(gòu)功能狀態(tài)和整體性能

在檢測橋梁鋼結(jié)構(gòu)整體性能的時候，需要根據(jù)實際的受力情況來進(jìn)行靜載試驗和動載試驗，再按照試驗時間的長短可分為長期試驗和瞬時試驗兩種。在靜載試驗中，需要檢測支座反力、推力以及靜荷載等作用力，同時對于彎矩、軸向力、扭矩、剪力等構(gòu)件內(nèi)力以及造成斷面、變形的各種作用力的大小以及分布和局部結(jié)構(gòu)損壞情況都需要準(zhǔn)確的測定[1]。在動載試驗中，則需要測定構(gòu)件衰減特性、加速度、自振頻率、動應(yīng)力、荷載大小、變化、頻率等方面的內(nèi)容。

1.1 機(jī)械檢測技術(shù)

機(jī)械檢測過程中一般需要軸、齒輪、度盤、杠桿、指針、彈簧等儀器設(shè)備，一般可以將其分為機(jī)體保護(hù)、轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)、指示機(jī)構(gòu)以及傳感機(jī)構(gòu)這四個部分。（1）機(jī)體保護(hù)：機(jī)體保護(hù)主要是將轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)、指示機(jī)構(gòu)以及傳感機(jī)構(gòu)這三個部分有機(jī)連接，形成一個整體，減少外界環(huán)境對其造成的影響和干擾；（2）轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)：這一部分的功能主要是用長度變化替換被測量構(gòu)建中感受到的變化情況，能夠通過對方向的改變而實現(xiàn)擴(kuò)大和縮小，一般主要包括百分表和彈簧中的大小齒輪等部分；（3）指示機(jī)構(gòu)：其作用主要是準(zhǔn)確的表現(xiàn)出轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)中放大或縮小的長度以及其改變方向，一般是由指針和度盤構(gòu)成；（4）傳感機(jī)構(gòu)：傳感機(jī)構(gòu)的功能主要是針對測量構(gòu)件的變化能夠直接感受到，同時向轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)傳遞變化情況，當(dāng)機(jī)械測量儀器是張線式的話，其機(jī)構(gòu)一般是鼓輪類，如果是接觸式的話，其結(jié)構(gòu)則一般是測桿、彈簧等。

1.2 電測技術(shù)

電測技術(shù)的原理是通過對某種傳感元件的借助，就能夠用電量變化來表示應(yīng)變變化情況，再借助相關(guān)的儀器設(shè)備就是放大電壓或電流的變化情況，最后給出機(jī)械量指示。在一般情況下，電阻應(yīng)變片就是傳感元件，電阻應(yīng)變儀就是測量儀器，在公路橋梁結(jié)構(gòu)檢測中對電測技術(shù)的使用比較早，而且較為廣泛，就現(xiàn)在來看，該技術(shù)以及相關(guān)完善，而且具有較強(qiáng)的應(yīng)用性。

1.3 射線檢測技術(shù)

所謂的射線指的就是由同位素或核子所散發(fā)出來的能束，是無形的，并受到土壤密度、水分等方面的嚴(yán)重影響，具有較為顯著的規(guī)律性，這樣就能夠準(zhǔn)確的檢測出土壤的密實度和含水量。該檢測技術(shù)一般分為透射表面型、散射表面型、散射插入型和透射插入型四種類型，對于射線來說，具有一定的放射性，嚴(yán)重威脅著人們的身體健康，因此在實際操作的過程中，應(yīng)該加強(qiáng)對相關(guān)保護(hù)措施的有效實施，最大限度的減小對人體造成的影響和控制，威脅檢測人員的生命健康安全。

2 診斷橋梁鋼結(jié)構(gòu)材料缺損狀況

2.1 目測法

一般情況下，橋梁鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)缺損的表現(xiàn)主要為環(huán)境侵蝕、鋼筋銹蝕、層離、蜂窩、空洞、裂縫、碎裂、剝落等形式，對于這些表面缺損來看的話，通過一些輔助工具就能夠直接通過目測的方式觀察出來。

2.2 聲波檢測法

這種方法主要是對檢測的構(gòu)件經(jīng)過工具敲打，根據(jù)聲音的不同而判斷結(jié)構(gòu)中是否存在破損現(xiàn)象，這種檢測方法操作十分的簡單，在很多檢測工作中都得到了廣泛應(yīng)用。

2.3 超聲波探傷技術(shù)

該技術(shù)應(yīng)用的是超聲波脈沖速度，能夠充分的檢測出焊縫、鋼材、混凝土中的裂縫、空洞、火災(zāi)等缺損情況。

2.4 雷達(dá)檢測技術(shù)

雷達(dá)檢測技術(shù)主要指的是利用脈沖雷達(dá)電磁回波，一般混凝土橋面板是瀝青表層的話，主要都是應(yīng)用該技術(shù)檢測。

2.5 鋼筋銹蝕評價技術(shù)

在鋼筋混凝土橋梁結(jié)構(gòu)中，存在著結(jié)構(gòu)開裂、含水量不足、含氯鹽量不足、密實度、保護(hù)層厚度、碳化深度、滲水度等方面的問題，這樣也就常常會出現(xiàn)鋼筋銹蝕問題[4]。如果沒有及時采取有效措施處理的話，就會造成混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的損壞，這就需要加強(qiáng)對鋼筋銹蝕的評價。

①直接評價鋼筋銹蝕技術(shù)。直接對鋼筋銹蝕程度進(jìn)行評價的話，主要應(yīng)用三種技術(shù)：一是線性極化探測技術(shù)，該技術(shù)主要是通過對電化動力學(xué)原理的應(yīng)用，即使是電極間十分微小的電流也能夠準(zhǔn)確的測出；二是電阻探測技術(shù)，金屬板發(fā)生銹蝕之后，就會較小其原有的厚度，這樣也就會造成電阻增加，然后探測出銹蝕情況；三是半電池電位測量法，當(dāng)將需要被測量的鋼筋與某一個已知的、保持常量的基準(zhǔn)電極和極電位進(jìn)行比較就能夠得出，鋼筋的準(zhǔn)確極電位，這在評定鋼筋混凝土耐久性的操作中應(yīng)用比較廣泛。另外針對一些剛完工的橋梁建設(shè)中，也多被用于檢測工作中，同時在舊橋加固檢測中也得到了廣泛的應(yīng)用。

②間接評價鋼筋銹蝕技術(shù)

當(dāng)混凝土電阻率通過四電極法測量得出之后，混凝土保護(hù)層應(yīng)用保護(hù)層測定儀檢測完成之后，保證其滿足各方面的要求，通過對混凝土中氯離子含量檢測之后，就能夠準(zhǔn)確的判斷出鋼筋銹蝕的實際情況。將酚酞酒精溶液噴灑在新鮮的混凝土斷口處，就能夠有效的檢測出其碳化深度。當(dāng)PH值＞10的時候，如果噴灑的酚酞酒精溶液呈現(xiàn)出粉色，就表示沒有出現(xiàn)碳化現(xiàn)象；如果溶液顏色沒有發(fā)生變化，則表示混凝土已經(jīng)出現(xiàn)碳化現(xiàn)象，并很有可能會存在銹蝕現(xiàn)象，難以對鋼筋進(jìn)行有效的保護(hù)。

3 在橋梁鋼結(jié)構(gòu)檢測中對常規(guī)無損檢測技術(shù)的應(yīng)用

在橋梁鋼結(jié)構(gòu)中，焊接接頭是十分常見的連接方式之一，也是確保其結(jié)構(gòu)安全的關(guān)鍵部分和環(huán)節(jié)，在一般情況下，橋梁鋼結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量直接取決于焊接接頭的質(zhì)量好壞。在焊接橋梁鋼結(jié)構(gòu)接頭的時候，如果出現(xiàn)構(gòu)件組裝偏差或者是焊工操作不當(dāng)?shù)确矫鎲栴}的話，都會不同程度的對橋梁鋼結(jié)構(gòu)造成損壞。對于在焊接接頭處存在的缺陷主要包括內(nèi)部缺陷和表面缺陷兩個方面，內(nèi)部缺陷常常表現(xiàn)出裂紋、未焊透、未熔合、夾渣、氣孔等問題，表面缺陷常常表現(xiàn)出表面裂紋、表面氣孔、咬邊等問題。在橋梁鋼結(jié)構(gòu)中超聲波檢測主要是用于T型焊接接頭、對接焊接接頭、腹板、翼緣板等部位；射線檢測技術(shù)主要應(yīng)用于對接焊接接頭、腹板、翼緣板等部位的檢測，其中最關(guān)鍵的就是翼緣板焊接接頭質(zhì)量[5]。這兩種技術(shù)主要是針對橋梁鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在的缺陷進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測，對其存在的問題進(jìn)行定量、定位和定性，如果存在超標(biāo)缺陷的話，則應(yīng)該及時的返修，當(dāng)完成返修之后還應(yīng)該加強(qiáng)復(fù)檢。當(dāng)完成射線檢測、超聲波檢測和彎管檢查之后，還需要對橋梁鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行渦流檢測、滲透檢測以及磁粉檢測，這主要是對表面以及近表面的缺陷進(jìn)行檢測。

[1]張鳴功,張勁文,高星林,劉吉柱.港珠澳大橋橋梁鋼結(jié)構(gòu)制造關(guān)鍵技術(shù)及質(zhì)量控制[J].廣東公路交通,2015,03∶14-17.

[2]趙一葉.橋梁鋼結(jié)構(gòu)制作與安裝技術(shù)簡析[J].經(jīng)營管理者,2016,17∶444.

[3]楊金森.無損檢測新技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)橋梁中的應(yīng)用研究[J].中外企業(yè)家,2013,19∶192+194.

[4]葉覺明,李榮慶,孫連峰.鋼梁結(jié)構(gòu)長效涂裝防護(hù)問題探討[J].現(xiàn)代涂料與涂裝,2011,07∶53-57.

[5]馬建華,陳燕忠.橋梁鋼結(jié)構(gòu)維修防腐涂裝技術(shù)[J].涂料技術(shù)與文摘,2013,05∶32-35.

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1007-6344（2017）01-0041-01