橋梁鋼筋混凝土試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)研究

裴云坤

（江西省地質(zhì)局地理信息工程大隊(duì)，江西 南昌 330001）

0 引言

隨著國家經(jīng)濟(jì)技術(shù)的快速發(fā)展，城市相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)也越來越完善。在這種新形勢(shì)下，國家公路橋梁的建設(shè)也在以非常迅猛的勢(shì)頭發(fā)展。為了滿足當(dāng)下交通運(yùn)輸業(yè)發(fā)展，使人們出行便利，公路橋梁的設(shè)計(jì)工作者對(duì)橋梁工程技術(shù)不斷加以創(chuàng)新和推進(jìn)，并在實(shí)際的施工建設(shè)中，把當(dāng)前新型的施工技術(shù)和新型施工材料應(yīng)用其中，使新時(shí)期的公路橋梁不管從外形還是實(shí)用性、耐久性、安全性等方面，都能很好地適應(yīng)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的步伐。

在實(shí)際的施工建設(shè)前，新型材料的應(yīng)用需要工作人員對(duì)材料的性能規(guī)格給予嚴(yán)格檢測(cè)，以確保材料的性能符合公路橋梁建設(shè)的實(shí)際需求。工作人員在對(duì)公路橋梁實(shí)施鋼筋混凝土橋梁試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)時(shí)，要確保檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和真實(shí)性，在此基礎(chǔ)上才能對(duì)橋梁的承載能力進(jìn)行合理的計(jì)算分析，從而實(shí)現(xiàn)橋梁設(shè)計(jì)的合理性和完善性。

1 公路橋梁鋼筋混凝土橋梁試驗(yàn)的意義

1.1 排查事故隱患

在橋梁施工建設(shè)過程中，施工材料的應(yīng)用是非常重要的。工作人員在材料的性能與適用性方面，要嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，以確保材料的規(guī)格參數(shù)核載都能符合橋梁建設(shè)的實(shí)際需求，只有確保材料的性能才能保證橋梁的安全性與穩(wěn)定性。在公路鋼筋混凝土橋梁施工中，普遍會(huì)應(yīng)用到公路鋼筋混凝土橋梁試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)對(duì)工程質(zhì)量加以檢測(cè)，通過不斷試驗(yàn)檢測(cè)可以得出精準(zhǔn)度極高的數(shù)據(jù)，進(jìn)而分析出工程質(zhì)量是否符合標(biāo)準(zhǔn)[1]。

1.2 判斷橋梁承載能力

在對(duì)施工橋梁進(jìn)行荷載試驗(yàn)時(shí)，要做好全面的準(zhǔn)備工作，確保試驗(yàn)工作的順利進(jìn)行。同時(shí)，在試驗(yàn)數(shù)據(jù)出來時(shí)相關(guān)工作人員要及時(shí)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)加以分析和研究，進(jìn)而判斷出橋梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際承載力。當(dāng)前，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的荷載能力也提出了更高的要求，因此橋梁的施工質(zhì)量越來越受到相關(guān)部門和施工單位的關(guān)注，同時(shí)也積極地對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的荷載能力進(jìn)行了升級(jí)，以順應(yīng)當(dāng)下交通運(yùn)輸業(yè)發(fā)展的形勢(shì)。

1.3 查明橋梁劣化程度信息

在公共交通中，公路橋梁的使用頻率是非常高的，所以其會(huì)隨著長時(shí)間的投入使用而出現(xiàn)不同程度的損壞老化，所以相關(guān)部門要加強(qiáng)橋梁施工和養(yǎng)護(hù)管理，并對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，同時(shí)對(duì)橋梁損壞老化程度有全面的掌控，并對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)加以分析和研究，進(jìn)而制定相應(yīng)的應(yīng)急方案和養(yǎng)護(hù)管理計(jì)劃，以此避免橋梁坍塌、斷裂等安全事故的發(fā)生，保證公路橋梁的正常運(yùn)行。

2 試驗(yàn)檢測(cè)內(nèi)容

在橋梁鋼筋混凝土試驗(yàn)檢測(cè)的過程中，檢測(cè)內(nèi)容包含以下幾個(gè)方面。

2.1 對(duì)公路路面和地基的檢測(cè)

在公路項(xiàng)目施工過程中，要對(duì)公路路面與地基進(jìn)行相關(guān)的技術(shù)檢測(cè)。專業(yè)的檢測(cè)人員會(huì)依據(jù)當(dāng)下的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，對(duì)其進(jìn)行全方位的檢測(cè)，并對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行仔細(xì)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治觯瑥亩鴮?duì)工程質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)做出結(jié)論。

2.2 對(duì)路基土石等施工建材的檢測(cè)

在公路橋梁施工中，材料質(zhì)量是影響工程質(zhì)量的重要因素。公路橋梁的建設(shè)施工材料主要有鋼筋、混凝土、瀝青、砂石等，為了確保施工的質(zhì)量，相關(guān)的工作人員要做好建筑材料的質(zhì)量檢測(cè)工作[2]。

3 公路鋼筋混凝土橋梁試驗(yàn)檢測(cè)方式

3.1 混凝土檢測(cè)技術(shù)

混凝土是公路橋梁施工建設(shè)中最重要的材料，所以其質(zhì)量合格與否關(guān)乎整個(gè)工程的施工質(zhì)量，因此做好混凝土材料的檢測(cè)工作是非常重要的。混凝土材料的檢測(cè)主要從混凝土的碳化深度和碳化強(qiáng)度入手。混凝土在澆筑完成后，其暴露在空氣中的一部分會(huì)出現(xiàn)碳化的情況，從而影響強(qiáng)度值，所以要對(duì)其加以檢測(cè)并進(jìn)行修正，同時(shí)混凝土的碳化會(huì)對(duì)鋼筋質(zhì)量造成很大的危害，碳化層一旦接觸到了鋼筋就會(huì)促進(jìn)鋼筋的老化腐蝕。在對(duì)混凝土進(jìn)行強(qiáng)度檢測(cè)時(shí)，可以使用酚酞試劑，具體的操作方法：把酚酞試劑撒入混凝土施工主體里面，然后根據(jù)酚酞試劑的色變得出結(jié)論。此方法的使用適合施工面積大的工程，同時(shí)回彈檢測(cè)技術(shù)以及超聲波檢測(cè)技術(shù)也能很好地完成這一項(xiàng)工作。

3.2 鋼筋檢測(cè)技術(shù)

鋼筋是公路橋梁施工中常用的材料，雖然鋼筋自身的強(qiáng)度剛性和承載力是比較好的，但是公路橋梁的建設(shè)施工工藝相對(duì)復(fù)雜，工程難度比較大，而且施工環(huán)境比較特殊，因此極易造成鋼筋的腐蝕、銹蝕等。因此，為了適應(yīng)這種特殊的作業(yè)環(huán)境，工作人員在對(duì)鋼筋材料進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，一定要確保檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，對(duì)鋼筋的性能做到充分的掌握。當(dāng)前，鋼筋的檢測(cè)技術(shù)具體可以分成兩種：第一，直接法，通過測(cè)量混凝土表面的電阻率分布情況判斷鋼筋的銹蝕可能性。第二，間接法，通過觀察鋼筋周圍的環(huán)境分析鋼筋腐蝕成因。

3.3 靜載試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)

對(duì)公路橋梁實(shí)施靜載試驗(yàn)的目的是直接了解橋梁結(jié)構(gòu)承載情況，以此判斷橋梁結(jié)構(gòu)實(shí)際的承載能力，從而檢驗(yàn)公路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與公路橋梁的施工質(zhì)量。在試驗(yàn)檢測(cè)前，要做好相關(guān)的準(zhǔn)備工作，確定試驗(yàn)點(diǎn)。在試驗(yàn)點(diǎn)的選擇上，要從橋梁最薄弱的地方入手，這樣才能檢測(cè)出橋梁的實(shí)際承載能力[3]。

3.4 動(dòng)載試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)

在對(duì)公路橋梁進(jìn)行承載能力評(píng)估時(shí)，動(dòng)載試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用是非常廣泛的，其可以對(duì)公路橋梁整體質(zhì)量做出準(zhǔn)確的評(píng)估。在實(shí)際的檢測(cè)過程中要與相關(guān)的理論數(shù)據(jù)相結(jié)合，并對(duì)試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析和研究，從而對(duì)公路橋梁的運(yùn)行能力和荷載力進(jìn)行合理的估算。

在試驗(yàn)檢測(cè)中，可能出現(xiàn)相關(guān)部件能力效應(yīng)數(shù)值超標(biāo)的情況，這時(shí)工作人員就要對(duì)控制截面進(jìn)行觀察并加以分析，利用相關(guān)的儀器設(shè)備對(duì)截面進(jìn)行檢測(cè)。實(shí)際的工程檢測(cè)中動(dòng)載檢測(cè)方法有很多種，如自振、共振、脈沖等，這些方法的有效應(yīng)用能使鋼筋混凝土橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)載性能數(shù)據(jù)得到很好的呈現(xiàn)。

3.5 射線檢測(cè)技術(shù)

在公路橋梁實(shí)施射線檢測(cè)技術(shù)時(shí)，其可以有效地對(duì)質(zhì)量問題點(diǎn)進(jìn)行紅外線提示，其工作的原理是對(duì)相關(guān)物體進(jìn)行紅外輻射，通過物體的溫度結(jié)合材料的性能，借助紅外熱像儀把紅外輻射轉(zhuǎn)換成圖像，從而使公路橋梁的問題點(diǎn)得到較好的呈現(xiàn)。同時(shí)，在實(shí)際施工中，射線技術(shù)還可以為橋梁施工中相關(guān)位置的尋找定位提供幫助。需要注意的是，在實(shí)際工作過程中工作人員要做好相關(guān)防護(hù)措施，以免射線輻射對(duì)自身造成身體上的損害。

3.6 對(duì)公路橋梁損壞老化程度進(jìn)行檢測(cè)

公路橋梁在實(shí)際的運(yùn)行過程中，相關(guān)部門要加強(qiáng)橋梁施工和養(yǎng)護(hù)管理工作，并對(duì)公路橋梁損壞老化程度進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，以此確保公路橋梁的運(yùn)行安全。隨著國家交通運(yùn)輸業(yè)的快速發(fā)展，城市交通壓力也越來越大，公路橋梁的使用頻率也越來越高，因此對(duì)公路橋梁進(jìn)行定期的檢測(cè)是非常有必要的，相關(guān)工作人員可以根據(jù)公路橋梁的實(shí)際情況合理選擇檢測(cè)技術(shù)。

4 工程應(yīng)用

4.1 工程概況

某高速公路全線采用4 車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，其項(xiàng)目全長為75km，設(shè)計(jì)車速80km/h。為了減少對(duì)森林和生態(tài)環(huán)境的破壞，設(shè)計(jì)工作者在設(shè)計(jì)時(shí)多采用橋隧的方式，其中橋梁和隧道占全線長度的17.1%，但是因?yàn)槠涫┕に诘氐牡匦蜗鄬?duì)復(fù)雜，并且溝壑縱橫，所以施工難度非常大，施工條件也比較惡劣。在該項(xiàng)工程的橋梁隧道施工中，對(duì)公路橋梁鋼筋混凝土的質(zhì)量要求更高，為滿足公路橋梁施工的條件，工作人員在對(duì)鋼筋混凝土進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)時(shí)相對(duì)應(yīng)地提高了檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，從而拉高了工程項(xiàng)目的整體質(zhì)量。以該項(xiàng)目中的沖溝中橋工程為例，該橋全長為82m，其結(jié)構(gòu)主體多為多跨連續(xù)箱梁，每段有20m 總共分為4段，所以工作人員根據(jù)橋梁施工的實(shí)際情況，對(duì)橋梁實(shí)施了動(dòng)靜載試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)，以此對(duì)鋼筋混凝土進(jìn)行碳化深度及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的檢測(cè)。

4.2 鋼筋混凝土試驗(yàn)檢測(cè)

4.2.1 靜載試驗(yàn)

公路橋梁靜載試驗(yàn)一般是為了檢測(cè)公路橋梁的工程施工質(zhì)量。試驗(yàn)檢測(cè)過程中，在公路橋梁需要測(cè)試的結(jié)構(gòu)點(diǎn)施加靜止的荷載力，從而得出相關(guān)的技術(shù)參數(shù)并加以分析。結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)的程序可以分為3 個(gè)階段：第一，檢測(cè)試驗(yàn)的準(zhǔn)備階段；第二，試驗(yàn)進(jìn)行；第三，檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和研究。

首先，在試驗(yàn)的準(zhǔn)備階段要對(duì)相關(guān)材料進(jìn)行收集和整理，確保對(duì)橋梁的實(shí)際情況有全方位的掌握，同時(shí)要對(duì)公路橋梁進(jìn)行實(shí)地勘察，勘察的主要目的是針對(duì)檢驗(yàn)主體進(jìn)行外觀和現(xiàn)狀的直觀了解，進(jìn)而結(jié)合相關(guān)理論知識(shí)和檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)實(shí)際檢驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。經(jīng)過對(duì)工程現(xiàn)狀的一系列了解，進(jìn)行試驗(yàn)方案的制定，同時(shí)相關(guān)儀器設(shè)備安裝調(diào)試工作也要同步進(jìn)行。

其次，加載和觀測(cè)階段是整個(gè)檢驗(yàn)工作的重要環(huán)節(jié)，在前期工作準(zhǔn)備完成的基礎(chǔ)上才可以進(jìn)行。按照預(yù)定的試驗(yàn)方案和試驗(yàn)流程，選擇合適的儀器設(shè)備進(jìn)行加載工作。通過相關(guān)儀器設(shè)備的觀測(cè)，把結(jié)構(gòu)受力后裂縫、撓度、應(yīng)變、寬度等試驗(yàn)數(shù)據(jù)加以記錄，再結(jié)合計(jì)算結(jié)果進(jìn)行仔細(xì)的分析，判斷其受力后結(jié)構(gòu)的變化。

4.2.2 動(dòng)載試驗(yàn)

在當(dāng)前的橋梁工程施工建設(shè)中，動(dòng)載試驗(yàn)方式主要分為自由振動(dòng)法、強(qiáng)迫振動(dòng)法、局部激勵(lì)法、環(huán)境隨機(jī)振動(dòng)法等。從中分析出橋梁的固有頻率、阻尼比、動(dòng)力響應(yīng)、振型等的相關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)的分析，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量進(jìn)行判斷。橋梁動(dòng)載試驗(yàn)是在橋梁振動(dòng)的情況下進(jìn)行，采用相關(guān)的振動(dòng)測(cè)試儀器對(duì)各種振動(dòng)量進(jìn)行檢驗(yàn)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物的質(zhì)量做出判斷。

4.3 試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果

第一，在對(duì)橋面板混凝土實(shí)施檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)，其鋼筋混凝土的碳化深度在1±1mm 之間，結(jié)合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，其鈣化的程度在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，不會(huì)對(duì)鋼筋混凝土的質(zhì)量產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性的影響。當(dāng)混凝土強(qiáng)度推定值為40MPa 時(shí)，便符合設(shè)計(jì)的強(qiáng)度要求。橋面板底部的裂縫多且寬度大，而且裂縫主要呈橫向貫通狀，寬度在0.095～0.11mm 之間。

第二，通過對(duì)板間鉸縫實(shí)施靜動(dòng)載試驗(yàn)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)橋面板中鉸縫滲水和鈣化問題的出現(xiàn)，同時(shí)鋼筋混凝土澆筑密實(shí)度不足并存在破損的情況。

第三，板底砂漿墊層有脫落、脫空、破損的情況出現(xiàn)，經(jīng)檢測(cè)是因?yàn)闃蛎姘迮c蓋梁間沒有支座結(jié)構(gòu)而造成的[4]。

5 鋼筋混凝土橋梁試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展

目前，國家交通運(yùn)輸業(yè)發(fā)展迅速，保證交通運(yùn)輸安全的關(guān)鍵在于要提高公路橋梁的安全性、穩(wěn)定性，因此加強(qiáng)鋼筋混凝土橋梁試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展是十分重要的。在實(shí)際施工過程中，最常用的有雷達(dá)檢測(cè)，超聲波檢測(cè)、回彈法、鉆芯法等檢測(cè)方法和檢測(cè)手段，相關(guān)工作人員可以根據(jù)公路橋梁的實(shí)際情況采用合適的方法和手段。隨著國家互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展普及，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)遍布群眾生活的每一個(gè)角落，因此將其與鋼筋混凝土橋梁檢測(cè)技術(shù)相融合，可以推進(jìn)鋼筋混凝土橋梁檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新。在兩者相互融合的情況下，可以實(shí)現(xiàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)資源的網(wǎng)絡(luò)共享。同時(shí)，在實(shí)際檢測(cè)工作中，對(duì)于一些人工無法檢測(cè)到的位置，可以用無人機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集。工作人員也可以借鑒國外先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)，如貝葉斯預(yù)測(cè)技術(shù)，該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)錯(cuò)誤信息的完整呈現(xiàn)，同時(shí)還能在工程已有的檢測(cè)數(shù)據(jù)以及工程評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，對(duì)橋梁后續(xù)可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行預(yù)測(cè)，并將新的試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)添加到信息數(shù)據(jù)庫中，實(shí)現(xiàn)后續(xù)工作中相關(guān)數(shù)據(jù)提取參照的便利性。

6 結(jié)語

綜上所述，公路橋梁鋼筋混凝土試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)對(duì)于檢測(cè)鋼筋混凝土質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用，因此在實(shí)際的項(xiàng)目施工中，要加強(qiáng)檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用與普及，確保公路橋梁施工中鋼筋混凝土的質(zhì)量，從而確保項(xiàng)目工程的順利進(jìn)行。