公路橋梁試驗檢測技術(shù)及應(yīng)用方法研究

張?zhí)K莉

（江蘇全泰交通工程有限公司，江蘇 連云港 222200）

0 引言

公路橋梁是我國交通的重要構(gòu)成設(shè)施，為了強化公路橋梁的整體質(zhì)量，消除橋梁的隱藏風(fēng)險，需要在設(shè)計階段做好相應(yīng)的試驗檢測工作，及時發(fā)現(xiàn)問題，盡早解決問題。公路橋梁的試驗檢測技術(shù)對公路橋梁的整體質(zhì)量有很大影響，強化對試驗檢測技術(shù)的全面貫徹，并對其存在的問題展開深入研究，確保各類檢測技術(shù)都能得到很好的應(yīng)用，從而更好地提高汽車出行的安全性和穩(wěn)定性，營造一個更安全的汽車出行環(huán)境，提高人們的出行效率。

1 公路橋梁試驗檢測內(nèi)容

公路橋梁試驗檢測主要關(guān)注混凝土裂縫以及地基是否光滑、凸起等問題。從嚴(yán)重程度上看，普通的公路橋梁試驗檢測內(nèi)容多側(cè)重于橋梁方向、位置、寬度及設(shè)備調(diào)試等，相較而言有關(guān)的管理措施是次要的。無論是國內(nèi)還是國外，相關(guān)領(lǐng)域的工作人員在公路橋梁試驗檢測方面提出了許多理論和操作方法，其中重點研究了以強制振動聯(lián)合損傷測驗的對準(zhǔn)技術(shù)和根據(jù)頻率振型曲線提出的振型識別方式，目前在公路橋梁試驗檢測中已發(fā)揮重要作用。在實際試驗檢測過程中，要考慮的因素較多，試驗檢測過程的細(xì)節(jié)把控尤為關(guān)鍵，路橋、路面、車速、車重等都是重要試驗參數(shù)[1]。

2 公路橋梁試驗檢測重要性

進(jìn)入21 世紀(jì)，科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展使橋梁建設(shè)受到了社會各界的普遍重視。曾幾何時，公路橋梁在設(shè)計和竣工過程中或多或少地出現(xiàn)了一些問題，而這些現(xiàn)存問題又可分為兩個方面：一是物質(zhì)方面，其中以技術(shù)材料存在缺陷或者質(zhì)量問題最為普遍；二是建設(shè)過程存在問題，其中以施工操作不規(guī)范最為多見，盡管單就這些小錯而言并不會有太大影響，但是一定要考慮到施工之后的總體安全。在建成之后，對該橋進(jìn)行性能測試至關(guān)重要，一旦投入運營就有可能潛藏安全風(fēng)險。當(dāng)前，我國公路橋梁試驗檢測標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)不夠健全，所以難以全面了解所建橋梁是否有安全隱患。公路橋梁試驗檢測作為公路建設(shè)管理期間最主要的工作，是公路建成后最主要的質(zhì)量控制方法?？茖W(xué)評價公路施工裝配式橋梁，使橋梁結(jié)構(gòu)達(dá)到正常的使用要求，不僅是一項新技術(shù)，也是對人們的人身安全負(fù)責(zé)的表現(xiàn)。

第一，可以準(zhǔn)確而高效地分辨出建筑材料的優(yōu)劣。在公路橋梁工程施工建設(shè)過程中，如果所選擇的施工材料的質(zhì)量問題比較突出，不能達(dá)到工程建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)和要求，將會嚴(yán)重影響整個公路橋梁施工建設(shè)的質(zhì)量。因此，要強化對測試檢測技術(shù)的全面貫徹，確保技術(shù)應(yīng)用的科學(xué)性和合理性，一方面可以選擇更適合工程的施工材料；另一方面可以對建筑材料的質(zhì)量進(jìn)行精確而高效的判定，從而可以更好地防止各種假冒偽劣的材料混入建筑工地中，為公路橋梁工程建設(shè)的實際質(zhì)量提供保證。

第二，公路橋梁試驗檢測技術(shù)對于工程建設(shè)有著十分明顯的指導(dǎo)意義。就整個項目規(guī)模而言，工程量巨大，若單純憑借個人經(jīng)驗工作，整個項目的工程質(zhì)量是難以保證的。公路橋梁試驗檢測技術(shù)在工程中的應(yīng)用，使其在工程施工過程中有可靠數(shù)據(jù)進(jìn)行引導(dǎo)，工程質(zhì)量才能夠有所保證。

第三，公路橋梁試驗檢測技術(shù)的發(fā)展，可以有效推動橋梁建設(shè)工程的整體效率，大大推進(jìn)工程進(jìn)度。一方面，公路橋梁在施工前，相關(guān)設(shè)計人員必須對施工所需原材料和對應(yīng)施工設(shè)施進(jìn)行多層級檢驗，嚴(yán)格把控施工原材料的質(zhì)量，同時避免因施工設(shè)備設(shè)計不合理延誤工期；另一方面，在整個公路橋梁施工中，進(jìn)行試驗檢測，可以及早發(fā)現(xiàn)設(shè)計或施工上的問題和缺陷，避免返工現(xiàn)象的發(fā)生。

3 公路橋梁試驗檢測現(xiàn)狀

首先，缺乏對公路橋梁試驗檢測技術(shù)應(yīng)用的正確認(rèn)識。盡管施工建設(shè)團(tuán)隊和建設(shè)企業(yè)都意識到檢測技術(shù)在公路橋梁施工中的價值和作用，但在部分地區(qū)的公路橋梁項目實施中，并沒有完全實施試驗檢測技術(shù)，不能充分發(fā)揮其實際應(yīng)用價值。在進(jìn)行管理工作時，仍然采用傳統(tǒng)的管理方法，沒有加強對細(xì)節(jié)的關(guān)注，這種情況也給橋梁工程的施工質(zhì)量帶來了比較嚴(yán)重的安全問題和風(fēng)險[2]。

其次，忽略了耐用性。目前，部分橋梁設(shè)計師存在思維誤區(qū)。當(dāng)他們在設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)時往往關(guān)注橋梁的承載能力，對橋梁設(shè)計的耐用性完全沒有論證實施。與承載力橋相較而言，橋梁的耐用性同樣重要。在橋梁承載一定重量后，如果其耐用性能力不足，就會對橋梁產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p害，甚至影響橋梁的使用壽命，主要是因為設(shè)計師沒有計算出具體的耐用參數(shù)和進(jìn)行相應(yīng)的偏差試驗。

最后，測試結(jié)果存在偏差。試驗檢測公路橋梁的設(shè)備有多種，不同設(shè)備的檢測重點和檢測要求不同，導(dǎo)致最后的檢測結(jié)果存在偏差。目前，我國常用的檢測設(shè)備有兩種：一是貝克曼梁式彎沉儀，可以用作靜態(tài)測量；二是落錘式彎沉儀，可以在動態(tài)環(huán)境下進(jìn)行檢測。貝克曼梁式彎沉儀具有更高的準(zhǔn)確性，因為靜態(tài)數(shù)據(jù)測量更加便捷和準(zhǔn)確，但兩種測量儀器（測量方法）都是科學(xué)合理的，只是由于測量方法和測量狀態(tài)不同，使得最終測量結(jié)果也有所差別。

4 公路橋梁技術(shù)檢測

4.1 外觀檢測技術(shù)

公路橋梁真實受力特征依賴于公路橋梁實際狀況，并依據(jù)特定觀測位置做出評價。對于一般橋梁來說，工作人員在橋梁中間部位開展技術(shù)檢測工作是很有必要的，可以及時計算和判斷出橋體中部是否發(fā)生裂隙現(xiàn)象，同時還可以觀測該地區(qū)部分點位，間接地考察整體的結(jié)構(gòu)接縫情況以及實際橋體質(zhì)量是否滿足設(shè)計需求。在考察中發(fā)現(xiàn)接縫及橋梁構(gòu)件情況后，可以將其與高速公路進(jìn)行對比分析，從而得出橋體總負(fù)載點的受力狀態(tài)。因此，在實際試驗檢測過程中，工作人員通常會把被重型車輛壓壞的橋梁路段作為檢測點，對整個公路橋梁關(guān)鍵部位進(jìn)行差異性檢測。

公路橋梁主要結(jié)構(gòu)組成可以分為上下層結(jié)構(gòu)和輔助結(jié)構(gòu)兩部分。和高速公路對比，其主要的公路構(gòu)成就是基礎(chǔ)以及人行道，而公路橋梁在結(jié)構(gòu)組成和張力構(gòu)成兩個方面都存在特定差異，在出現(xiàn)安全隱患的情況下，二者又有一定的相似點。在遇到常規(guī)問題時，一般按照流程處理就可及時更正，但還需要仔細(xì)分析發(fā)生問題的本質(zhì)，然后給出可行性解決方案，并且以評估結(jié)果為基礎(chǔ)，提出有效措施避免意外。

隨著社會的發(fā)展，公路橋梁整體建筑風(fēng)格發(fā)生了改變，建筑技術(shù)進(jìn)步，建筑材料更新?lián)Q代。修建公路橋梁時，一般選用建筑材料之后，都會對其可用性進(jìn)行細(xì)致的檢驗，因為建筑材料質(zhì)量的高低與建筑材料的優(yōu)質(zhì)與否息息相關(guān)。所以，檢測人員要對所選擇的材料進(jìn)行詳細(xì)的檢測，從而保證建筑材料質(zhì)量。比如，混凝土強度檢測。在公路橋梁施工過程中，混凝土強度并不穩(wěn)定，由于其使用壽命越來越長，使得混凝土不可避免地出現(xiàn)了一些變化，尤其是一些比較大的橋梁、高速公路。因此，定期檢測公路橋梁的混凝土強度是十分必要的。通常采用反射法，斷裂法及鉆孔法。應(yīng)用檢測方法時，施工人員要驗證設(shè)計是否精確，以免發(fā)生錯誤，確保檢測結(jié)果正確，避免公路橋梁在建造過程或投入使用后發(fā)生安全事故[3]。

4.2 內(nèi)部缺陷檢測技術(shù)

在施工階段，如果混凝土橋梁質(zhì)量控制不到位，內(nèi)部混凝土結(jié)構(gòu)就會出現(xiàn)蜂窩孔洞，降低混凝土的黏合度，進(jìn)而降低橋梁的穩(wěn)定性和耐久度。工作人員對內(nèi)部缺陷常用的檢測技術(shù)有雷達(dá)檢測技術(shù)和電阻檢測技術(shù)。檢測時，可以隨機選取5～8 段混凝土結(jié)構(gòu)，用雷達(dá)掃描或者測量混凝土的電阻，通過與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)比對，判斷橋梁混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部侵蝕情況，以確?；炷恋恼w質(zhì)量。

4.3 試驗檢測技術(shù)

4.3.1 回彈法

測試立柱和支座的混凝土強度。將全部橋梁劃分為至少10 個測點，按照技術(shù)要求，隨機檢測一個測點的立柱，定義了混凝土的抗壓強度，以技術(shù)數(shù)據(jù)和設(shè)計值為依據(jù)，確定混凝土強度是否合格。對橋梁承重構(gòu)件進(jìn)行檢測，測試范圍均勻分布在至少10 個測量間隔的部件上，依據(jù)試驗結(jié)果，判定混凝土強度是否達(dá)到設(shè)計值。

4.3.2 電磁感應(yīng)法

抽查橋底鋼質(zhì)保護(hù)層厚立柱，每根立柱測3 個位置，鋼保護(hù)層厚度能否滿足鋼筋檢驗規(guī)范要求，檢驗時需要測試橋梁底部鋼筋保護(hù)層厚度。每孔用8 個半寬點，測點的分布是均勻的。對T 型梁梁底1 個點、空心板兩邊鋼軌的1 條軌道、模板梁底及箱體內(nèi)4 個點的實測結(jié)果，測定實測值是設(shè)計值0.8～1.2 倍。

4.3.3 經(jīng)緯儀測量法

校驗橋塔與支架之間在豎直方向上的距離，在每一個基座和柱子上隨機抽取基座和柱子作為被測物體，測量橋接兩個方向與橫向垂直，算出行進(jìn)速度。同時，每座橋梁至少測量10 個測點，均分測點，計算個別測點的可用性級別。

4.4 超聲波檢測技術(shù)

隨著科技的創(chuàng)新和發(fā)展，超聲波技術(shù)在建設(shè)工程中的應(yīng)用越來越廣泛，在公路橋梁建設(shè)中，常被用于檢測和分析橋梁具體質(zhì)量。通過超聲波檢測儀器，測試超聲脈沖的音頻，對回傳數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，就能得到較為準(zhǔn)確的故障檢測結(jié)果。但超聲波檢測技術(shù)也存在一定的局限性。除了檢測具體故障以外，超聲波技術(shù)還可以用于多點的檢測和觀察，然后可以通過識別多點結(jié)果、數(shù)據(jù)集成處理來補充利率進(jìn)行統(tǒng)計。到目前為止，公路橋梁檢測技術(shù)日新月異，從原始的人工檢測，到后來的傳感器檢測，再到現(xiàn)在的超聲波檢測，技術(shù)的革新使得檢測結(jié)果越來越準(zhǔn)確，檢測方式和流程也得到進(jìn)一步優(yōu)化[4]。

4.5 靜載、動載試驗檢測技術(shù)

公路橋梁屬于較為完備的實體，所以，對于公路橋梁的全面檢測是非常必要的。但檢測時，難免出現(xiàn)疏漏之處，此種情況需要綜合檢測結(jié)果，來決定接下來的具體檢測地點，獲取相關(guān)檢測數(shù)據(jù)。工作人員在對橋梁角度進(jìn)行檢測時，要確保檢測資料準(zhǔn)確，同時需要對橋梁受力的特殊情況進(jìn)行分析和記錄。

靜載試驗檢測需要明確試驗的主要控制因素，并根據(jù)具體條件確定試驗的側(cè)重點，從而使試驗工作更加科學(xué)、合理。在此基礎(chǔ)上，通過對結(jié)構(gòu)的力學(xué)和工作特性的研究，保證結(jié)構(gòu)的各項性能指標(biāo)都達(dá)到了設(shè)計要求。

動載檢測技術(shù)的重點是對橋梁核心部件的震動狀況進(jìn)行分析，在進(jìn)行實際的檢測工作時，要確定橋梁震動位置的信號指數(shù)，加強對指標(biāo)參數(shù)的分析效果，并與實際的情況相結(jié)合，來判斷橋梁的建立狀況，減少安全風(fēng)險。

4.6 混凝土質(zhì)量檢測技術(shù)

目前，一般采用混凝土質(zhì)量檢測技術(shù)（見圖1）對公路橋梁混凝土質(zhì)量進(jìn)行控制。這一技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)蛄夯炷两Y(jié)構(gòu)檢測起到輔助作用，能夠使檢測人員對其有更加深刻的了解，并在混凝土受到損傷后，根據(jù)規(guī)定做出特殊的處理。其中，聲波檢測可作為混凝土強度評價的終極指標(biāo)。橋梁建設(shè)工程最常用的材料就是鋼筋混凝土，鋼筋混凝土的質(zhì)量對于整體橋梁質(zhì)量起到?jīng)Q定性的作用。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，不易氧化，可以極大地延長鋼筋的使用壽命，又保證了其韌性。以危橋整治為目標(biāo)，建設(shè)單位應(yīng)時刻做好巡查工作，并對巡查內(nèi)容做出細(xì)致計劃。任何施工形式均具有科學(xué)性，而這一過程中，探測點選取是非常重要的，每個點位的選擇，都會影響到檢測過程中的準(zhǔn)確性和效果。

圖1 混凝土質(zhì)量檢測

例如，在不同部位選擇10 個觀測領(lǐng)域，每個觀測領(lǐng)域設(shè)置10 個觀測點。并在這些領(lǐng)域內(nèi)進(jìn)行保護(hù)層的檢測。在檢測過程中，需要在基礎(chǔ)設(shè)計中體現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)相關(guān)危橋調(diào)整內(nèi)容并計算好厚度，從而提升橋梁的耐久度和適用性。在檢測過程中，按鋼筋混凝土基本外形分析鋼筋保護(hù)層是否符合不同級別。橋梁試驗檢測用到的傳感技術(shù)在實踐中要按計劃、有步驟地開展。尤其是在公路橋梁混凝土結(jié)構(gòu)檢測中，認(rèn)真檢查碳化深度及強度，以便取得有關(guān)資料，解決缺陷及問題，保證采取相應(yīng)的防治措施予以解決。

5 結(jié)語

綜上所述，隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)的腳步不斷加快，公路橋梁項目工程越來越多，科學(xué)利用檢測技術(shù)具有較強的現(xiàn)實意義。在履行公路橋梁審批調(diào)試程序的過程中，工作人員應(yīng)做好試驗與核查。同時，委托專業(yè)檢驗機構(gòu)進(jìn)行公路橋梁質(zhì)量與安全綜合檢驗。如此才能保證公路橋梁的安全性、穩(wěn)定性與耐久性，同時達(dá)到工程設(shè)計要求。在公路橋梁試驗檢測中，工作人員應(yīng)該積極運用無損檢測技術(shù)得到精確的檢測結(jié)果，在最大程度上減少對橋梁結(jié)構(gòu)的破壞，從而為橋梁質(zhì)量認(rèn)可以及后續(xù)通行提供了可靠依據(jù)，促進(jìn)我國公路橋梁工程的穩(wěn)定發(fā)展。