道路與橋梁工程試驗檢測技術

文／張惠敏 國投工程檢驗檢測有限公司 云南昆明 650000

引言：

道路橋梁是城市的血脈，也是城市化建設中不可或缺的組成構件。我國早期道路橋梁建設施工時間較早，隨著時間的推移，一方面路橋數量趨于增多，另一方面也不可避免出現了各種質量通病問題。基于此，立足新時期基建事業發展背景，有必要探究道路與橋梁工程的試驗檢測技術，從而提高道路橋梁工程使用周期壽命。

1、現階段我國道路與橋梁工程建設應用現狀

在現代化建設及區域經濟貫通中，道路與橋梁作為基建項目的毛細血管，承擔了重要的運輸功能，是現代經濟結構體有機運轉的重要部件。但從眾多道路橋梁建設應用中看，其中不乏一些質量通病問題，如道路橋梁局部倒塌等，反映出道路與橋梁工程施工環節相關試驗檢測工作的不足，體現在以下幾方面：

第一，道路與橋梁設計階段欠缺合理性。道路與橋梁工程帶有極強的專業性，需要遵循嚴格的建造施工規范，但在早期階段，出于經濟發展的考量及現實因素的制約，道路與橋梁設計欠缺精準性這一問題較為普遍，由此導致道路橋梁施工建設及項目上馬隨意性強，技術標準符合率不高，進而帶來道路橋梁工程項目施工階段的無序化。第二，道路與橋梁施工階段質量標準過低。道路與橋梁考慮到后期使用年限，需要在施工質量標準上滿足相關規范要求，但出于成本及施工建設周期等因素考慮，在實際建設道路橋梁工程時，往往忽略了必要的前工序環節，如道路橋梁的承載力及壽命周期試驗等，導致道路橋梁在經年使用時出現車轍、裂縫、跳橋等一系列問題。第三，道路橋梁工程如涉及到較長長度及較大跨度，不同區域的建造要求有所差異，這時需要跟進精確的測量，如對相關部位疏于測量或單純依循固有經驗，極易導致道路橋梁的重點負荷部位未得到全面準確試驗，久而久之，引起道路的局部坍塌等質量病害。第四，道路與橋梁試驗測量環節，相比

（4）路基路面壓實度具體評定參數核驗。道路路基、基層及底基層的單點壓實度數值≥規定數值并減2 個百分點時，則道路路段壓實度最佳；如單點壓實度≥規定極值，根據各部位檢查點數統計計算相應的扣分值，則路段壓實度相應受影響；如壓實度＜規定極值，則評定道路路段壓實度不符合施工標準要求。而在道路路堤部位的試驗測試上，在對其分層壓實度進行測試時，一是嚴格遵守點位數要求，二是確保具備足夠的樣本數，一般應多于5 個。在測試評定道路路面平整度時，把握如下幾個要點：第一，單位長度區間的最大間隙；第二，單位長度區間間隙是否超出定值；第三，單位長度區間的間隙積累數值；第四，路面縱斷面及路面斜率；第五，路面測試時獲取的振動指標及加速度參數。（5）道路路面回彈模量及構造深度試驗。道路路基部位的回彈模量主要是指路面及路面材料經由荷載力作用產生釋放的應力與相關回彈應變之間的比值。當道路土基荷載力越大時，則代表其回彈模量數值越大，通過測試道路路基回彈模量能夠評價道路土基抗壓強度。在具體實踐中進行路基回彈模量測定時，多采用貝克曼法，這一方法在不大于1m 的土基粒料上較為適用，在回彈彎沉值的測量上適用彎沉儀完成數值取值，然后通過模型計算的方式得出路基部位材料回填模量的具體數值大小，進而測定其在行車作用下，是否在彎沉、垂直回彈變形、總彎沉等方面存在隱患問題。在道路路面構造深度環節的試驗中，可主要采用手工鋪沙法。具體操作要點有：將路面先用毛刷或掃帚等進行徹底清掃，留出不小于30×30cm的區間；準備圓筒并適用小鏟在圓筒中注入砂，然后將圓筒在道路路面進行3-4 次叩打，當砂處于密實狀態并確保被刮平后，將砂倒出，適用推平板進行先里后外的重復攤鋪，使砂攤開并在路面空隙中充分填入；使用鋼尺工具對由砂構成的圓的垂直直徑進行測量，記錄數值后計算出平均值，誤差應小于3mm；最后使用擺式儀對擺值大小（BPN）進行測量。

3.2 橋梁的試驗檢測技術及要點

橋梁試驗檢測技術的應用目的是分析橋梁的各類參數，找出橋梁病害的成因及主要規律，然后給橋梁施工作業提供參考。試驗檢測的主要手段是對橋梁進行荷載試驗，對橋梁不同受力狀態下動態數值進行記錄，以此確定橋梁是否處在安全的承載力區間。需要涉及到計算時，可同步采用相關軟件等輔助。具體而言，橋梁試驗檢測技術的要點有：第一，產性試驗。主要是對橋梁整體進行性能的鑒定，這一試驗可放在橋梁竣工結束后進行。第二，模型試驗。這一試驗方法主要根據橋梁的仿真結構型式，根據比例關系對橋梁進行對照，形成試驗仿真體，然后對其主要及重點部位特征進行提取。第三，橋梁結構部分專項試驗。這一試驗可分為科研性試驗及生產性試驗兩部分，各部分按照各自的試驗規定進行數值的統計分析。第四，原型試驗。該試驗需要對橋梁的實際結構構件進行研究，試驗的成本較高。第五，橋梁板式及橡膠支座試驗。橋梁支座多設置在橋梁的主梁部位及橋梁墩臺之間，主要承擔橋梁上部結構荷載力適應及傳遞功能。橋梁支座多由混凝土材料組成，因混凝土材料自身受溫濕度及環境影響容易出現變形或角度位移問題，在測試時應結合其受力分析，套入相應的應力計算模型。根據橋梁型式板式類型的不同選取相應的試驗方式，如橋梁采用橡膠支座，則以有型式檢驗為主，做好材料的施工前檢驗，而在橋梁橡膠支座的相關測試上，主要圍繞其極限抗壓強度數值及水平位移數值進行，極限抗壓強度大小根據矩形或圓形支座而定，矩形支座的相關參數為70MPa，圓形支座的相關參數為75MPa。根據橡膠片凈厚度參數評定橋梁橡膠支座的水平位移量。第六，動力靜力試驗。動力試驗是對橋梁在通車狀態下的荷載數值進行記錄，評定橋梁斷面部位的動撓度大小及自振特性。靜力試驗則在橋梁結構試驗中較常使用，具體試驗方法參考標準規范說明。在靜載加載環節，把握分級控制的原則，根據橋梁的最大控制截面內力荷載進行2-5 級的荷載加載試驗，據此可以對橋梁的動力試驗進行驗證。第七，橋梁混凝土試驗。橋梁混凝土試驗主要集中在混凝土強度的試驗測試上。在具體測試中可使用鉆芯取樣的方法，從橋梁混凝土結構中抽取混凝土芯樣，然后采用試驗方法對其劈裂抗拉及抗壓強度參數進行測定。相關細則有：在混凝土芯樣參數上，應選取混凝土最大粒徑集料，然后根據其粒徑大小的3 倍選擇測試芯樣，在數值上可選定150mm。在混凝土鉆芯的數量上，應設置不少于3 個的混凝土鉆芯構件，如構件規格較小，則應不少于2 樣。檢驗混凝土構件細部時，應結合檢測規定及具體檢測部門的補充要求確定數量及取芯的位置。需要注意的一點是，在選取橋梁混凝土立方體試件時，把握的要點要更多：對橋梁基礎及橋梁墩臺等結構物，應選取不少于2 組；橋梁屬于大跨度及大體積混凝土連續澆筑時，每隔80m選取2 組；橋梁上部結構在構件選取上要根據其長度而定，一般以16m 作為選取參數，如超出16m，應進行至少2 組試件選取，而超出30m 時，則選取3-5 組；在鉆孔樁的數量上，則應不少于2 組，如樁長大于20m，則選取3 組，如因大樁徑需要長時間進行灌注，則應選擇4 組及以上試件。