趙賽雷
(貴州省交通科學研究院有限責任公司)
公路橋梁建設使用過程中,由于工程材料質(zhì)量、橋梁結(jié)構(gòu)設計、建造施工或者是后期養(yǎng)護管理等多方面的原因,均有可能出現(xiàn)多種病害問題,這些病害問題的發(fā)生會造成橋梁承載能力、構(gòu)件強度的破壞,甚至有可能造成橋梁坍塌等嚴重工程質(zhì)量事故的發(fā)生。為了及時發(fā)現(xiàn)并處理橋梁工程質(zhì)量病害問題,以確保橋梁工程結(jié)構(gòu)的安全可靠,必須做好橋梁常規(guī)性能檢測,通過日常養(yǎng)護管理中的檢測,及時發(fā)現(xiàn)橋梁工程使用階段中的潛在病害,分析判斷橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)件及整體承載力狀況,并結(jié)合各種病害加固處理措施,延長橋梁結(jié)構(gòu)的使用壽命,確保橋梁工程結(jié)構(gòu)通車運行的安全可靠。
進行橋梁常規(guī)檢測的主要目的就是通過對橋梁采用外觀或者是無損檢測等手段,準確全面的掌握橋梁結(jié)構(gòu)的整體技術(shù)狀況,并對橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力進行判斷,進而明確橋梁結(jié)構(gòu)在正常使用狀態(tài)下的情況,評價橋梁結(jié)構(gòu)的使用狀況。橋梁結(jié)構(gòu)的檢測主要有橋面系外觀檢查、上部結(jié)構(gòu)外觀檢查、下部結(jié)構(gòu)外觀檢查、混凝土強度及碳化深度檢測、混凝土保護層厚度檢測、橋面線形檢測、結(jié)構(gòu)尺寸測量、工字梁鋼筋數(shù)量及直徑檢測以及技術(shù)等級評定等一系列的內(nèi)容。橋梁檢測的程序為首先收集橋梁的相關(guān)資料,然后根據(jù)橋梁的設計、施工以及養(yǎng)護資料明確檢測項目以及內(nèi)容,之后通過采用設備或者是人工觀察等手段進行橋梁試驗檢測,最后整理分析實驗檢測數(shù)據(jù)并撰寫橋梁檢測報告。
(1)橋面系外觀的檢查。橋面系外觀檢查主要是針對橋面鋪裝是否存在裂縫、凹陷、坑槽、車轍等病害進行檢查,記錄橋面鋪裝病害的面積、深度等指標。同時檢查橋梁護欄是否堅實,伸縮縫是否完整以及泄水孔是否存在堵塞的問題。
(2)上部結(jié)構(gòu)外觀檢查。由于目前我國公路橋梁大多為混凝土梁板結(jié)構(gòu),因此對于上部結(jié)構(gòu)外觀的檢查,重點是檢查梁板結(jié)構(gòu)上是否存在混凝土開裂的問題,混凝土是否存在碳化、蜂窩或者是礫石外露,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是否存在鋼筋銹蝕等問題。此外,還應該檢查橋梁支座是否存在移位、變形或者是老化的問題。
(3)橋梁下部結(jié)構(gòu)的檢測。對于橋梁細部結(jié)構(gòu)的檢測,主要是對橋墩、橋臺、基礎以及錐坡護坡等進行試驗檢測。橋墩檢測主要是確定橋墩表面的沖刷、風化以及露骨等情況,并重點檢查墩柱底部是否存在混凝土開裂的問題。對于橋臺,主要是檢查橋梁擋土板是否存在開裂以及混凝土剝落問題,同時檢查臺帽是否有裂縫問題。對于橋梁基礎,由于現(xiàn)階段大部分橋墩基礎為樁柱式基礎,因此基礎的檢查也主要是檢查是否存在混凝土風化、剝落、破損以及混凝土破壞等問題。對于錐坡以及護坡的檢查,重點是檢查錐坡與護坡其實是否完整,是否出現(xiàn)塌陷等問題。
(4)混凝土工程檢測。橋梁結(jié)構(gòu)檢測中針對混凝土工程主要是對混凝土結(jié)構(gòu)強度、混凝土碳化深度以及混凝土的保護層厚度進行檢查。對于混凝土的強度以及碳化深度,重點是對梁板、臺帽、墩身等混凝土結(jié)構(gòu)采用回彈法進行試驗檢測。對于橋梁混凝土結(jié)構(gòu)的保護層厚度,則一般采用鋼筋位置以及保護層測定儀進行試驗檢測,通過在梁板以及墩柱上布置試驗檢測區(qū),利用測定儀直接顯示保護層厚度,并根據(jù)保護層厚度特征值與設計值進行比較判斷混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。
(5)結(jié)構(gòu)尺寸以及鋼筋數(shù)量的試驗檢測。對于橋梁結(jié)構(gòu)尺寸的檢測,主要是根據(jù)施工設計圖紙以及變更技術(shù)文件,對橋梁結(jié)構(gòu)的主要承重構(gòu)件結(jié)構(gòu)尺寸進行檢測,檢測各部分結(jié)構(gòu)尺寸是否與設計一致。對于鋼筋數(shù)量以及直徑檢測,則主要是采用鋼筋位置及保護層測定儀與鑿開實測相結(jié)合的方法檢測,重點是對梁板以及墩柱等主要構(gòu)件的試驗檢測,由于鑿開檢測對于結(jié)構(gòu)的損傷較大,因此在試驗檢測中一般較少使用。
(6)橋面相對線形測量。為了進一步說明橋梁的變形情況,在橋梁檢測中應該增加橋面線形測定,一般選擇使用坐標基準點測試橋面相對高程的方法進行試驗檢測。通過在橋梁起點和終點分別設置臨時水準點,沿行車道邊緣及路中線處布置測點,縱向每隔2 m讀取一數(shù)值對橋面高程以及橫坡坡度進行檢測進而評價橋面相對線性。
(7)橋梁結(jié)構(gòu)靜荷載試驗方案。公路橋梁靜荷載試驗的主要目的是為了獲取梁板控制截面在試驗荷載下的應變(應力)、試驗荷載作用下的最大撓度、荷載橫向分布系數(shù)、試驗荷載作用下可能展開的裂縫和裂縫展開的寬度等一系列的參數(shù)。靜載試驗主要是分析在正彎矩工況試驗荷載滿載作用下的梁板應變校驗系數(shù)判斷橋梁梁板正截面強度滿足要求,分析在剪力工況試驗荷載滿載作用下的應變校驗系數(shù)判斷結(jié)構(gòu)斜截面強度,分析正彎矩工況試驗荷載滿載作用下的位移校驗系數(shù)判斷結(jié)構(gòu)剛度,分析試驗荷載滿載作用下的相對殘余變形判斷結(jié)構(gòu)處于何種狀態(tài)。
(8)橋梁結(jié)構(gòu)動荷載試驗方案。動荷載試驗主要是通過行車試驗、剎車試驗、以及跳車試驗測定跑車狀態(tài)下動態(tài)增量檢測、剎車狀態(tài)下動態(tài)增量檢測以及跳車狀態(tài)下動態(tài)增量等一系列的參數(shù)指標。通過實測沖擊系數(shù)、剎車試驗梁體的動力放大系數(shù)以及跳車試驗梁體的動力放大系數(shù),對通車運行下的橋梁技術(shù)狀況進行評定。
在完成橋梁技術(shù)狀況檢測之后,應該按照《公路橋梁技術(shù)狀況評定標準》(中的相關(guān)規(guī)定,分別對橋梁橋面系、上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)的構(gòu)件與部件進行評定,進而明確橋梁總體技術(shù)狀況。橋梁總體的技術(shù)狀況評定可以按下式計算
公式中,Dr為橋梁總體技術(shù)狀況評分;BDCI為橋面系技術(shù)狀況評分;SPCI為上部結(jié)構(gòu)技術(shù)狀況評分;SBCI為下部結(jié)構(gòu)技術(shù)狀況評分;WD為橋面系在全橋中的權(quán)重;WSP為上部結(jié)構(gòu)在全橋中的權(quán)重;WSB為下部結(jié)構(gòu)在全橋中的權(quán)重。
在完成對橋面技術(shù)狀況檢測評定之后,應該按照所存的各種病害,深入分析病害的產(chǎn)生原因,進而結(jié)合病害成因有針對性的提出技術(shù)處理方案,具體處理方案主要有以下幾種方式:對于梁板寬度大于0.15 mm的豎向裂縫及斜向裂縫,應該進行封縫處理;對寬度大于0.25 mm的裂縫,則應該進行灌封處理;在對裂縫處理后應粘貼鋼板加固,以提高梁板正截面抗彎及斜截面抗剪承載能力;如果混凝土梁板箍筋保護層偏小,則應該在將梁板表面清理干凈后涂刷滲透型漿料,提高工字梁的耐久性;對于橋梁下部結(jié)構(gòu)墩身及樁頂混凝土沖刷、風化、剝落、露筋的問題,應該首先鑿除疏松混凝土,在完成表面清理后采用聚合物修補砂漿予以修復;如果樁基及墩臺混凝土結(jié)構(gòu)強度不足,則可以采用采用立柱外套鋼管混凝土處理,增加截面尺寸,增強下部結(jié)構(gòu)剛度。
在橋梁的日常養(yǎng)護管理中,通過采取多種橋梁檢測技術(shù),及時發(fā)現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題,已經(jīng)成為橋梁工程管養(yǎng)部門的重要任務。為了提高橋檢工作的準確度,施工作業(yè)人員應該改積極引進使用國內(nèi)外先進的橋檢技術(shù)以及橋檢方法,并通過深入分析病害問題發(fā)生原因,及時處治各種橋梁結(jié)構(gòu)病害,以確保橋梁工程通車運行的安全可靠。
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