左楊

摘 要：近年來，我國公路工程交通事業(yè)發(fā)展迅猛，預(yù)制T梁、小箱梁、空心板在公路橋梁建設(shè)中應(yīng)用廣泛，做好公路工程試驗檢測工作是確保工程質(zhì)量的有效手段。通過科學(xué)的檢測和試驗手段可以有效的檢驗工程實體質(zhì)量，為我國交通建設(shè)保駕護(hù)航。本文針對目前應(yīng)用廣泛的預(yù)支梁板，介紹梁板檢測技術(shù)及其應(yīng)用的必要性。

關(guān)鍵詞：橋梁工程;預(yù)制梁;試驗檢測

1 公路梁板試驗檢測的應(yīng)用

公路工程具有規(guī)模大、投資額高的特點，兼之目前公路建設(shè)中橋梁比重越來越大，一般預(yù)支梁板在梁場批量生產(chǎn)，如何確保生產(chǎn)梁板技術(shù)、流程的可靠性，對梁板質(zhì)量進(jìn)行控制，通過試驗手段檢測梁板質(zhì)量顯得尤為重要。通過檢測預(yù)制梁（板）的實際強(qiáng)度、剛度和受力性能，評定預(yù)制梁（板）的強(qiáng)度、剛度是否滿足設(shè)計要求。真實、客觀地反映工程質(zhì)量情況，評價工程質(zhì)量是否符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計要求，同時可以向業(yè)主方提交相關(guān)技術(shù)成果，積累技術(shù)資料，為后續(xù)工程提供經(jīng)驗借鑒。

2 梁板試驗檢測主要檢測參數(shù)

梁板試驗檢測主要檢測參數(shù)有外觀質(zhì)量、結(jié)構(gòu)尺寸、混凝土保護(hù)層厚度、混凝土強(qiáng)度、單梁靜載試驗（對抽檢梁板進(jìn)行靜載試驗，對關(guān)鍵截面進(jìn)行應(yīng)力和撓度觀測，對試驗荷載作用下各可能出現(xiàn)的裂縫及裂縫擴(kuò)展情況進(jìn)行觀測，對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判定）、預(yù)應(yīng)力孔道壓漿密實性檢測。

3 檢測內(nèi)容

根據(jù)內(nèi)蒙古自治區(qū)、福建等地交通監(jiān)管部門要求和積累的檢測經(jīng)驗，一般建議每個預(yù)制場的每種構(gòu)件首批預(yù)制構(gòu)件前2片必檢，除首2片外依據(jù)業(yè)主要求或相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行抽檢，滿足檢測數(shù)量要求。

3.1 外觀質(zhì)量

主要通過人眼觀察，對于發(fā)現(xiàn)的病害、缺陷的種類、位置、嚴(yán)重程度進(jìn)行記錄描述?；炷令A(yù)制梁（板）外觀質(zhì)量的一般要求：表面光滑平整、無蜂窩麻面、無水線、無銹跡、外觀整體顏色一致、無過振現(xiàn)象、模板接縫平整、無錯臺漏漿現(xiàn)象。

3.2 結(jié)構(gòu)尺寸

預(yù)制梁（板）的尺寸，應(yīng)以設(shè)計圖紙規(guī)定的尺寸為基準(zhǔn)確定尺寸的偏差，依據(jù)《公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn) 第一冊 土建工程》（JTG F80/1-2017）的要求，檢測方法和尺寸偏差的允許值不再贅述。

3.3 鋼筋保護(hù)層厚度

混凝土橋梁鋼筋保護(hù)層厚度目前一般采用電磁檢測方法進(jìn)行無損檢測。測前先了解有關(guān)圖紙資料，以確定鋼筋的種類和直徑，設(shè)定測量參數(shù)，將傳感器置于鋼筋所在位置正上方，讀取記錄保護(hù)層厚度值，測量完成進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，計算保護(hù)層厚度特征值，與設(shè)計值進(jìn)行比較。

根據(jù)檢測構(gòu)件或部位的鋼筋保護(hù)層厚度特征值Dne與設(shè)計值Dnd的比值，按《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》（JTG/T J21-2011）的規(guī)定確定鋼筋保護(hù)層厚度評定標(biāo)度。

3.4 混凝土強(qiáng)度

梁板混凝土強(qiáng)度采用回彈法或超聲回彈法檢測。按照規(guī)范要求選取測區(qū)、測點進(jìn)行回彈測量，在有代表性的位置上測量碳化深度值，測點數(shù)不應(yīng)小于梁（板）測區(qū)數(shù)的30%，取其平均值作為該測區(qū)的碳化深度值。當(dāng)碳化深度值大于2.0 mm，應(yīng)在每一測區(qū)測量碳化深度值。此步驟可以結(jié)合現(xiàn)場實際結(jié)果，若整體批次結(jié)果較合格值大，且對于新澆筑（齡期小于3月）與監(jiān)理方溝通協(xié)調(diào)降低碳化深度檢測頻次或省略該步驟。依據(jù)規(guī)范計算回彈值，按照測強(qiáng)曲線計算或查表得到混凝土強(qiáng)度。依據(jù)實測強(qiáng)度推定值或測區(qū)平均換算強(qiáng)度值，計算其推定強(qiáng)度勻質(zhì)系數(shù)Kbt或平均強(qiáng)度勻質(zhì)系數(shù)Kbm，按《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》（JTG/T J21-2011）的規(guī)定確定混凝土強(qiáng)度評定標(biāo)度。

3.5 單梁靜載試驗

（1）準(zhǔn)備工作。收集工程設(shè)計圖紙、采用Midas進(jìn)行計算分析，建立梁板模型，計算對應(yīng)荷載作用下梁板的理論變形及應(yīng)變。檢測應(yīng)在壓漿材料強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度且不少于7 d后進(jìn)行。

（2）單梁靜載試驗內(nèi)容。以設(shè)計荷載作為控制荷載，試驗荷載效率ηq=Ss/（S×（1+μ））控制在0.95～1.05之間，通過Midas進(jìn)行計算分析，建立梁板模型，計算對應(yīng)荷載作用下梁板的理論變形及應(yīng)變，通過靜載試驗，分析判定梁板承載能力。①應(yīng)變：在試驗荷載作用下，通過測試控制截面的應(yīng)變，判定預(yù)制梁（板）的實際受力狀況是否符合設(shè)計、規(guī)范要求。②撓度（變形）：在試驗荷載作用下，通過測試控制截面的撓度（變形），判定預(yù)制梁（板）的實際剛度是否符合設(shè)計、規(guī)范要求。③測定殘余值：試驗荷載卸載后，測定殘余值，目的是測試預(yù)制梁（板）的變形恢復(fù)能力。④裂縫觀測：試驗前、后和試驗過程中，對梁結(jié)構(gòu)是否出現(xiàn)裂縫進(jìn)行觀測，以了解梁施工質(zhì)量和利于試驗數(shù)據(jù)分析，驗證預(yù)制梁（板）能否滿足結(jié)構(gòu)的正常使用要求。⑤其他異常觀測。

（3）測點布置。本次檢測主要布設(shè)應(yīng)變和撓度測點。①應(yīng)變測試截面主要為跨中截面，在集中荷載作用下，截面上、下緣的應(yīng)變與荷載增加應(yīng)是線性關(guān)系。在試驗梁跨中斷面沿梁高布設(shè)若干個振弦式應(yīng)變計，用于觀測試驗梁在各級荷載作用下的應(yīng)變（應(yīng)力）變化及其分布情況具體應(yīng)變計數(shù)量根據(jù)現(xiàn)場實際酌情考慮。②撓度測試點布置在跨中、1/4、3/4、支點截面處。

（4）加載方法。根據(jù)理論計算結(jié)果對梁體主要受力部位進(jìn)行靜載測試。一般采用千斤頂控制加載，千斤頂上利用預(yù)制梁作堆載提供反力，對現(xiàn)場有足夠重量且較準(zhǔn)確、容易估計重量的堆載物可采用堆載法加載。分3～5級加載，卸載分二級（1/2、0）進(jìn)行。加載試驗過程應(yīng)對結(jié)構(gòu)控制點位移（或應(yīng)變）、結(jié)構(gòu)整體和薄弱部位破損實行監(jiān)測，并將結(jié)果隨時匯報給指揮人員作為控制加載的依據(jù)。隨時將控制點位移與計算結(jié)果比較，如實測值超過計算值較多，則應(yīng)暫停加載，待查明原因再決定是否繼續(xù)加載。試驗加載過程中應(yīng)隨時注意加載后梁體下緣的反應(yīng)，記錄各數(shù)據(jù)。當(dāng)發(fā)生下列情況時，應(yīng)終止加載：①當(dāng)發(fā)生撓度大于理論計算值時。②當(dāng)梁體殘余撓度或鋼筋殘余應(yīng)變大于20%時。③如發(fā)生異常情況（如過大的裂縫產(chǎn)生、或新的裂縫產(chǎn)生并迅速發(fā)展等）。

（5）數(shù)據(jù)觀測要求。在荷載試驗前檢查測點有效性，確保儀器能夠正常工作，每級荷載加載穩(wěn)定后進(jìn)行讀數(shù)，讀數(shù)完畢后進(jìn)行數(shù)據(jù)檢查，如數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，查明原因，待無誤后進(jìn)行下一級加載。每個工況加載應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，兩級加載時間間隔不能過長，否則應(yīng)重新加載。在數(shù)據(jù)采集過程中，應(yīng)采取有效措施盡可能減少人為因素和環(huán)境因素造成的影響，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

（6）梁板靜載試驗結(jié)果評定。校驗系數(shù)η應(yīng)包括應(yīng)變

（或應(yīng)力）校驗系數(shù)及撓度校驗系數(shù)，其值應(yīng)符合常見橋梁結(jié)構(gòu)試驗的應(yīng)變（或應(yīng)力）、撓度校驗系數(shù)常值范圍。測點實測位移（或應(yīng)變）與其理論值應(yīng)呈線性關(guān)系。主要控制截面應(yīng)變沿高度分布應(yīng)符合平截面假定。主要控制測點的相對殘余變形（或應(yīng)變）越小，說明結(jié)構(gòu)越接近彈性工作狀況。△Sp不宜大于20%，當(dāng)大于20%時，表明結(jié)構(gòu)的彈性狀態(tài)不佳，應(yīng)分析原因，必要時再次進(jìn)行荷載試驗確定。試驗荷載作用下裂縫寬度不應(yīng)超過《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTG D62-2004）規(guī)定容許值，卸載后其擴(kuò)展寬度應(yīng)閉合到容許值的1/3。超過上條規(guī)定時，應(yīng)結(jié)合校驗系數(shù)的計算結(jié)果，分析原因，采取措施。

3.6 孔道壓漿密實性

（1）檢測前準(zhǔn)備工作。收集工程設(shè)計圖紙、制孔工藝、注漿資料、施工記錄等，了解預(yù)應(yīng)力孔道位置走向、注漿工藝及注漿過程中出現(xiàn)的異常現(xiàn)象。檢測應(yīng)在注漿材料強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的80%后且壓漿7 d后進(jìn)行。

（2）定性、定位檢測。采用沖擊彈性波定性檢測法進(jìn)行對預(yù)應(yīng)力孔道整體注漿密實性的定量判定。當(dāng)綜合注漿指數(shù)小于0.98時，進(jìn)行采用沖擊回波定位檢測法，進(jìn)行定位檢測。根據(jù)沖擊回波在構(gòu)件中的傳播時間來判定測點處預(yù)應(yīng)力孔道的注漿密實性。

（3）現(xiàn)場檢測。①對于沖擊彈性波定性檢測，應(yīng)在預(yù)應(yīng)力孔道兩端錨具和鋼束端部裸露狀態(tài)下進(jìn)行，錨具和出露的預(yù)應(yīng)力鋼束端部應(yīng)清潔、干凈。②對于沖擊回波定位檢測，應(yīng)依據(jù)設(shè)計圖紙、施工記錄，描繪出被測預(yù)應(yīng)力孔道走向及位置，將構(gòu)件表面用打磨機(jī)打磨平整，并清除表面浮漿。③沖擊彈性波定性檢測，傳感器軸線應(yīng)與預(yù)應(yīng)力鋼束走向平行，激振方向與預(yù)應(yīng)力鋼束走向平行;沖擊回波定位檢測，傳感器前端應(yīng)與構(gòu)件表面密切接觸，避免點接觸或線接觸，激振方向應(yīng)與構(gòu)件表面垂直。④沖擊彈性波定性檢測，在預(yù)應(yīng)力孔道兩端分別激振檢測;沖擊回波定位檢測，應(yīng)沿預(yù)應(yīng)力孔道走向逐點檢測，測點間距宜為10 cm，激振點與測點間距宜為5 cm。⑤每次激振采集數(shù)據(jù)前，應(yīng)對檢測系統(tǒng)進(jìn)行歸零標(biāo)定。每次保存數(shù)據(jù)前，應(yīng)對測試信號進(jìn)行判斷，當(dāng)自動采集波形起振明顯、無毛刺時，方可保存。⑥梁（板）檢測前，應(yīng)對該梁場梁（板）正?；炷羺^(qū)域無孔道位置及孔道未注漿處沖擊回波的傳播波速及傳播時間進(jìn)行標(biāo)定。如現(xiàn)場無法標(biāo)定，可采用經(jīng)驗值。⑦當(dāng)噪聲較大時，采用信號增強(qiáng)技術(shù)重新進(jìn)行檢測，提高信噪比，當(dāng)信號一致性較差時，應(yīng)分析原因，排除人為和儀器等干擾因素，重新檢測。

（4）數(shù)據(jù)分析與判定。沖擊彈性波定性檢測結(jié)果采用綜合注漿指數(shù)If進(jìn)行判定。沖擊回波定位檢測結(jié)果采用沖擊回波實際傳播時間t與正常混凝土區(qū)域無預(yù)應(yīng)力孔道位置處及預(yù)應(yīng)力孔道未注漿位置處沖擊回波的標(biāo)定傳播時間ts、tw間的相對關(guān)系進(jìn)行判斷。

4 結(jié)語

公路橋梁預(yù)制梁板常見梁型有8 m、13 m、16 m預(yù)制空心板，20 m、30 m、40 m預(yù)制箱梁，均為高等級公路橋梁建設(shè)中的常用形式，其設(shè)計理論成熟，施工經(jīng)驗豐富，因此，從技術(shù)方面來看，在結(jié)構(gòu)分析、組織實施等方面不存在明顯難點。但要切實做好試驗檢測工作，必須將試驗過程的每一個階段的細(xì)節(jié)都作為重點，落實到位，才能有一個真實的試驗檢測結(jié)果得出科學(xué)的決策依據(jù)。

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