別宗霖

（陜西新西商工程科技有限公司，陜西 西安 710000）

0 引言

高速公路建設(shè)項目中，橋梁工程占據(jù)著重要地位，作為公路運輸?shù)闹饕~帶之一，對周邊區(qū)域的經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有重要意義，需采取各類措施確保橋梁工程施工質(zhì)量。鋼筋混凝土是橋梁施工的主要材料，需要對鋼筋混凝土進(jìn)行質(zhì)量檢測，以提高橋梁施工質(zhì)量。本文研究公路橋梁鋼筋混凝土試驗檢測技術(shù)，圍繞橋梁鋼筋混凝土試驗檢測要點進(jìn)行展開，并在具體工程中展開應(yīng)用。

1 公路橋梁鋼筋混凝土試驗檢測要點

1.1 材料檢測

橋梁工程中結(jié)構(gòu)材料的主要檢測對象為鋼筋和混凝土，公路橋梁中常用的鋼筋材料主要以堿性混凝土為主，當(dāng)碳化深度達(dá)到一定程度時，鋼筋失去保護(hù)作用而逐漸腐蝕，導(dǎo)致橋梁安全性降低。通常當(dāng)混凝土碳化深度越高時，其表面硬度越大，則強(qiáng)度會降低，進(jìn)而影響公路橋梁的整體質(zhì)量。公路橋梁的鋼筋檢測主要是檢測其腐蝕性，常用檢測方法為直接法和間接評價法兩種，其中直接法是利用半電池電位法，根據(jù)鋼筋銹蝕的化學(xué)反應(yīng)得到鋼筋銹蝕程度，對比鋼筋的半電池電極和混凝土表面電極間的差值大小，以得出鋼筋的銹蝕活化程度。間接評價法主要是根據(jù)鋼筋的存在環(huán)境特點，間接評價出鋼筋的腐蝕狀態(tài)。

1.2 結(jié)構(gòu)特征和受力性能檢測

在恒載和活載基礎(chǔ)上通過結(jié)構(gòu)分析，得出橋梁鋼筋混凝土的受力極限大小，進(jìn)而對鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)特征和受力性能進(jìn)行檢測。利用平面關(guān)系曲線模型得出結(jié)構(gòu)特征和受力性質(zhì)，再計算出鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)受力，結(jié)合單元剛度矩陣和坐標(biāo)轉(zhuǎn)化關(guān)系得出鋼筋混凝土的節(jié)點位移、單元內(nèi)力及支撐力大小，最后結(jié)合荷載試驗得出橋梁鋼筋混凝土的承載能力。

1.3 整體性能檢測

（1）靜載試驗檢測技術(shù)

公路橋梁工程的整體性能直接決定著其使用性能和承載能力，根據(jù)公路橋梁內(nèi)部各處受力差異原理，結(jié)合靜載試驗可對其整體性能進(jìn)行檢測。試驗前確定好各試驗孔，試驗孔的確定原則包括施工質(zhì)量最差且缺陷最多，最不利于公路橋梁受力等，試驗孔確定完畢后結(jié)合公路橋梁實際承載能力來制定出最為合理的設(shè)計方案。檢測過程中利用儀器觀測分析各加載分級中控制點的變形和破損情況并進(jìn)行對比。

（2）動載試驗檢測技術(shù)

采用動載試驗檢測技術(shù)可有效對公路橋梁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進(jìn)行綜合評價，可有效的將試驗和實際相結(jié)合，得到公路橋梁鋼筋混凝土的振動頻率，進(jìn)而得出其穩(wěn)定性。結(jié)合公路橋梁的阻尼比綜合分析鋼筋混凝土的穩(wěn)定性和抗壓性。進(jìn)行動載試驗檢測時，應(yīng)針對不同位置處的振動狀態(tài)進(jìn)行個性化分析，以實現(xiàn)全方位的評價分析。

1.4 內(nèi)部缺陷和表層損傷

由于外界環(huán)境因素的長期影響，公路橋梁鋼筋混凝土容易出現(xiàn)裂縫和損壞問題，此時通常采用超聲法對鋼筋混凝土內(nèi)部的缺陷和損傷進(jìn)行檢測，根據(jù)超聲波在傳播中遇到缺陷處產(chǎn)生繞射的原理，結(jié)合超聲波聲程和聲時的變化可評價出缺陷程度，該方法無需鉆芯就可實現(xiàn)檢測，起到無損檢測的效果，可對橋身進(jìn)行一定程度的保護(hù)。

圖1 超聲波檢測技術(shù)原理示意圖

2 工程應(yīng)用

2.1 工程概況

鳳永高速公路彬長段建設(shè)項目全線長52.69km，設(shè)計行車速度為80km/h，路基寬度為25m，雙向四車道設(shè)計，公路全線橋隧比共計17.1%，由于所處地區(qū)溝壑縱橫，地形地勢復(fù)雜，給公路施工帶來極大的難度和挑戰(zhàn)。由于橋梁的主要施工材料為鋼筋混凝土，鋼筋混凝土的質(zhì)量檢測結(jié)果和指標(biāo)直接影響整個橋梁的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，因此需及時對橋梁鋼筋混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行試驗檢測處理。為提高橋梁的施工質(zhì)量，以該高速公路沖溝中橋工程為例進(jìn)行研究，橋梁全長82m，結(jié)構(gòu)形式設(shè)計為多跨連續(xù)箱梁，共分4 跨每跨長20m，現(xiàn)研究決定采用動靜載試驗檢測技術(shù)對橋梁各處鋼筋混凝土的質(zhì)量缺陷、碳化深度及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行試驗檢測。

2.2 鋼筋混凝土試驗檢測

2.2.1 靜載試驗

公路橋梁結(jié)構(gòu)的靜載試驗主要分為上下結(jié)構(gòu)試驗，將靜止的荷載作用施于橋梁測試結(jié)構(gòu)位置，得到其應(yīng)變、靜力位移、裂縫等參量，進(jìn)而評價出在荷載作用下橋梁鋼筋混凝土的使用效果和工作性能。靜載試驗通?？煞譃樵囼灉?zhǔn)備階段、試驗加載與觀測階段以及測試數(shù)據(jù)分析階段，其具體如下：

（1）試驗準(zhǔn)備階段

首先對橋梁工程相關(guān)的資料進(jìn)行收集，主要有設(shè)計文件、監(jiān)理記錄、施工計量、既有試驗資料、環(huán)境因素以及交通量等，做到對橋梁狀況進(jìn)行一個全面的了解。同時對橋梁各處鋼筋混凝土外觀現(xiàn)狀進(jìn)行宏觀判斷，結(jié)合理論計算分析技術(shù)獲得結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)力和試驗荷載效應(yīng)，以確定后續(xù)試驗實際效率，并將荷載效應(yīng)計算結(jié)果與實際測試值進(jìn)行對比。接著對試驗方案進(jìn)行制定，其中包括儀器選定、方案設(shè)計、測試內(nèi)容以及觀測方法，并對各項設(shè)備、元件及儀表進(jìn)行安裝調(diào)試。

（2）試驗加載與觀測階段

靜載試驗的中心環(huán)節(jié)為試驗加載和觀測，準(zhǔn)備工作完成后，結(jié)合制定的試驗方案進(jìn)行加載處理，根據(jù)測試儀器得到結(jié)構(gòu)受力后的應(yīng)變、裂縫、撓度等性能指標(biāo)，再與理論計算結(jié)果進(jìn)行對比，以評價結(jié)果性能的正常程度。

2.2.2 動載試驗

動載試驗主要是采用激振的方式對橋梁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動，得出橋梁結(jié)構(gòu)的振型、阻尼比、動力響應(yīng)、固有頻率等參量，進(jìn)而評價鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度和剛度。動載試驗的試驗程序與靜載試驗大致相同，但動載試驗主要是將橋梁結(jié)構(gòu)處于振動狀態(tài)，采用振動測試儀器來進(jìn)行試驗檢測，再采用軟件對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集分析，可全面得出橋梁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物的工作性能。

2.3 試驗檢測結(jié)果

（1）橋面板混凝土檢測

通過檢測得到鋼筋混凝土的碳化深度在0～2mm 之間，其碳化影響不大，混凝土強(qiáng)度推定值為39.5MPa，滿足鋼筋混凝土設(shè)計強(qiáng)度等級要求。橋面板底部的裂縫分布較多，且數(shù)量和寬度較大，主要集中在橋面板底面跨中區(qū)域附件，且裂縫主要為橫向貫通，寬度在0.09～0.11mm 之間。

（2）板間鉸縫檢測

通過靜動載試驗得到橋面板中鉸縫滲水和鈣化問題嚴(yán)重，且鋼筋混凝土密實度不夠，存在多處破損，同時鉸縫處板底存在較多高差較大部位。

（3）橋面板其他檢測

由于橋面板和蓋梁間無支座結(jié)構(gòu)，板底砂漿墊層出現(xiàn)多處脫落和脫空現(xiàn)象，且破損部位較多。橋面板病害包括橋面板裂縫、露筋、銹蝕、板鉸縫破損、滲水等。

3 結(jié)語

鋼筋混凝土質(zhì)量直接影響著公路橋梁的整體質(zhì)量和安全，因此需采用合理的試驗檢測技術(shù)進(jìn)行處理。本文基于該原理，對公路橋梁鋼筋混凝土試驗檢測要點進(jìn)行了分析，并在實際橋梁工程中進(jìn)行應(yīng)用，試驗檢測結(jié)果可為同類橋梁鋼筋混凝土檢測應(yīng)用提供參考借鑒。