文/張惠敏 國(guó)投工程檢驗(yàn)檢測(cè)有限公司 云南昆明 650000
道路橋梁是城市的血脈,也是城市化建設(shè)中不可或缺的組成構(gòu)件。我國(guó)早期道路橋梁建設(shè)施工時(shí)間較早,隨著時(shí)間的推移,一方面路橋數(shù)量趨于增多,另一方面也不可避免出現(xiàn)了各種質(zhì)量通病問(wèn)題?;诖耍⒆阈聲r(shí)期基建事業(yè)發(fā)展背景,有必要探究道路與橋梁工程的試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù),從而提高道路橋梁工程使用周期壽命。
在現(xiàn)代化建設(shè)及區(qū)域經(jīng)濟(jì)貫通中,道路與橋梁作為基建項(xiàng)目的毛細(xì)血管,承擔(dān)了重要的運(yùn)輸功能,是現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)體有機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的重要部件。但從眾多道路橋梁建設(shè)應(yīng)用中看,其中不乏一些質(zhì)量通病問(wèn)題,如道路橋梁局部倒塌等,反映出道路與橋梁工程施工環(huán)節(jié)相關(guān)試驗(yàn)檢測(cè)工作的不足,體現(xiàn)在以下幾方面:
第一,道路與橋梁設(shè)計(jì)階段欠缺合理性。道路與橋梁工程帶有極強(qiáng)的專業(yè)性,需要遵循嚴(yán)格的建造施工規(guī)范,但在早期階段,出于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的考量及現(xiàn)實(shí)因素的制約,道路與橋梁設(shè)計(jì)欠缺精準(zhǔn)性這一問(wèn)題較為普遍,由此導(dǎo)致道路橋梁施工建設(shè)及項(xiàng)目上馬隨意性強(qiáng),技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)符合率不高,進(jìn)而帶來(lái)道路橋梁工程項(xiàng)目施工階段的無(wú)序化。第二,道路與橋梁施工階段質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)過(guò)低。道路與橋梁考慮到后期使用年限,需要在施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)上滿足相關(guān)規(guī)范要求,但出于成本及施工建設(shè)周期等因素考慮,在實(shí)際建設(shè)道路橋梁工程時(shí),往往忽略了必要的前工序環(huán)節(jié),如道路橋梁的承載力及壽命周期試驗(yàn)等,導(dǎo)致道路橋梁在經(jīng)年使用時(shí)出現(xiàn)車轍、裂縫、跳橋等一系列問(wèn)題。第三,道路橋梁工程如涉及到較長(zhǎng)長(zhǎng)度及較大跨度,不同區(qū)域的建造要求有所差異,這時(shí)需要跟進(jìn)精確的測(cè)量,如對(duì)相關(guān)部位疏于測(cè)量或單純依循固有經(jīng)驗(yàn),極易導(dǎo)致道路橋梁的重點(diǎn)負(fù)荷部位未得到全面準(zhǔn)確試驗(yàn),久而久之,引起道路的局部坍塌等質(zhì)量病害。第四,道路與橋梁試驗(yàn)測(cè)量環(huán)節(jié),相比
(4)路基路面壓實(shí)度具體評(píng)定參數(shù)核驗(yàn)。道路路基、基層及底基層的單點(diǎn)壓實(shí)度數(shù)值≥規(guī)定數(shù)值并減2 個(gè)百分點(diǎn)時(shí),則道路路段壓實(shí)度最佳;如單點(diǎn)壓實(shí)度≥規(guī)定極值,根據(jù)各部位檢查點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算相應(yīng)的扣分值,則路段壓實(shí)度相應(yīng)受影響;如壓實(shí)度<規(guī)定極值,則評(píng)定道路路段壓實(shí)度不符合施工標(biāo)準(zhǔn)要求。而在道路路堤部位的試驗(yàn)測(cè)試上,在對(duì)其分層壓實(shí)度進(jìn)行測(cè)試時(shí),一是嚴(yán)格遵守點(diǎn)位數(shù)要求,二是確保具備足夠的樣本數(shù),一般應(yīng)多于5 個(gè)。在測(cè)試評(píng)定道路路面平整度時(shí),把握如下幾個(gè)要點(diǎn):第一,單位長(zhǎng)度區(qū)間的最大間隙;第二,單位長(zhǎng)度區(qū)間間隙是否超出定值;第三,單位長(zhǎng)度區(qū)間的間隙積累數(shù)值;第四,路面縱斷面及路面斜率;第五,路面測(cè)試時(shí)獲取的振動(dòng)指標(biāo)及加速度參數(shù)。(5)道路路面回彈模量及構(gòu)造深度試驗(yàn)。道路路基部位的回彈模量主要是指路面及路面材料經(jīng)由荷載力作用產(chǎn)生釋放的應(yīng)力與相關(guān)回彈應(yīng)變之間的比值。當(dāng)?shù)缆吠粱奢d力越大時(shí),則代表其回彈模量數(shù)值越大,通過(guò)測(cè)試道路路基回彈模量能夠評(píng)價(jià)道路土基抗壓強(qiáng)度。在具體實(shí)踐中進(jìn)行路基回彈模量測(cè)定時(shí),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(cè)量上適用彎沉儀完成數(shù)值取值,然后通過(guò)模型計(jì)算的方式得出路基部位材料回填模量的具體數(shù)值大小,進(jìn)而測(cè)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(wèn)題。在道路路面構(gòu)造深度環(huán)節(jié)的試驗(yàn)中,可主要采用手工鋪沙法。具體操作要點(diǎn)有:將路面先用毛刷或掃帚等進(jìn)行徹底清掃,留出不小于30×30cm的區(qū)間;準(zhǔn)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(jìn)行3-4 次叩打,當(dāng)砂處于密實(shí)狀態(tài)并確保被刮平后,將砂倒出,適用推平板進(jìn)行先里后外的重復(fù)攤鋪,使砂攤開(kāi)并在路面空隙中充分填入;使用鋼尺工具對(duì)由砂構(gòu)成的圓的垂直直徑進(jìn)行測(cè)量,記錄數(shù)值后計(jì)算出平均值,誤差應(yīng)小于3mm;最后使用擺式儀對(duì)擺值大?。˙PN)進(jìn)行測(cè)量。
橋梁試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用目的是分析橋梁的各類參數(shù),找出橋梁病害的成因及主要規(guī)律,然后給橋梁施工作業(yè)提供參考。試驗(yàn)檢測(cè)的主要手段是對(duì)橋梁進(jìn)行荷載試驗(yàn),對(duì)橋梁不同受力狀態(tài)下動(dòng)態(tài)數(shù)值進(jìn)行記錄,以此確定橋梁是否處在安全的承載力區(qū)間。需要涉及到計(jì)算時(shí),可同步采用相關(guān)軟件等輔助。具體而言,橋梁試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)的要點(diǎn)有:第一,產(chǎn)性試驗(yàn)。主要是對(duì)橋梁整體進(jìn)行性能的鑒定,這一試驗(yàn)可放在橋梁竣工結(jié)束后進(jìn)行。第二,模型試驗(yàn)。這一試驗(yàn)方法主要根據(jù)橋梁的仿真結(jié)構(gòu)型式,根據(jù)比例關(guān)系對(duì)橋梁進(jìn)行對(duì)照,形成試驗(yàn)仿真體,然后對(duì)其主要及重點(diǎn)部位特征進(jìn)行提取。第三,橋梁結(jié)構(gòu)部分專項(xiàng)試驗(yàn)。這一試驗(yàn)可分為科研性試驗(yàn)及生產(chǎn)性試驗(yàn)兩部分,各部分按照各自的試驗(yàn)規(guī)定進(jìn)行數(shù)值的統(tǒng)計(jì)分析。第四,原型試驗(yàn)。該試驗(yàn)需要對(duì)橋梁的實(shí)際結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行研究,試驗(yàn)的成本較高。第五,橋梁板式及橡膠支座試驗(yàn)。橋梁支座多設(shè)置在橋梁的主梁部位及橋梁墩臺(tái)之間,主要承擔(dān)橋梁上部結(jié)構(gòu)荷載力適應(yīng)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(huán)境影響容易出現(xiàn)變形或角度位移問(wèn)題,在測(cè)試時(shí)應(yīng)結(jié)合其受力分析,套入相應(yīng)的應(yīng)力計(jì)算模型。根據(jù)橋梁型式板式類型的不同選取相應(yīng)的試驗(yàn)方式,如橋梁采用橡膠支座,則以有型式檢驗(yàn)為主,做好材料的施工前檢驗(yàn),而在橋梁橡膠支座的相關(guān)測(cè)試上,主要圍繞其極限抗壓強(qiáng)度數(shù)值及水平位移數(shù)值進(jìn)行,極限抗壓強(qiáng)度大小根據(jù)矩形或圓形支座而定,矩形支座的相關(guān)參數(shù)為70MPa,圓形支座的相關(guān)參數(shù)為75MPa。根據(jù)橡膠片凈厚度參數(shù)評(píng)定橋梁橡膠支座的水平位移量。第六,動(dòng)力靜力試驗(yàn)。動(dòng)力試驗(yàn)是對(duì)橋梁在通車狀態(tài)下的荷載數(shù)值進(jìn)行記錄,評(píng)定橋梁斷面部位的動(dòng)撓度大小及自振特性。靜力試驗(yàn)則在橋梁結(jié)構(gòu)試驗(yàn)中較常使用,具體試驗(yàn)方法參考標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范說(shuō)明。在靜載加載環(huán)節(jié),把握分級(jí)控制的原則,根據(jù)橋梁的最大控制截面內(nèi)力荷載進(jìn)行2-5 級(jí)的荷載加載試驗(yàn),據(jù)此可以對(duì)橋梁的動(dòng)力試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。第七,橋梁混凝土試驗(yàn)。橋梁混凝土試驗(yàn)主要集中在混凝土強(qiáng)度的試驗(yàn)測(cè)試上。在具體測(cè)試中可使用鉆芯取樣的方法,從橋梁混凝土結(jié)構(gòu)中抽取混凝土芯樣,然后采用試驗(yàn)方法對(duì)其劈裂抗拉及抗壓強(qiáng)度參數(shù)進(jìn)行測(cè)定。相關(guān)細(xì)則有:在混凝土芯樣參數(shù)上,應(yīng)選取混凝土最大粒徑集料,然后根據(jù)其粒徑大小的3 倍選擇測(cè)試芯樣,在數(shù)值上可選定150mm。在混凝土鉆芯的數(shù)量上,應(yīng)設(shè)置不少于3 個(gè)的混凝土鉆芯構(gòu)件,如構(gòu)件規(guī)格較小,則應(yīng)不少于2 樣。檢驗(yàn)混凝土構(gòu)件細(xì)部時(shí),應(yīng)結(jié)合檢測(cè)規(guī)定及具體檢測(cè)部門的補(bǔ)充要求確定數(shù)量及取芯的位置。需要注意的一點(diǎn)是,在選取橋梁混凝土立方體試件時(shí),把握的要點(diǎn)要更多:對(duì)橋梁基礎(chǔ)及橋梁墩臺(tái)等結(jié)構(gòu)物,應(yīng)選取不少于2 組;橋梁屬于大跨度及大體積混凝土連續(xù)澆筑時(shí),每隔80m選取2 組;橋梁上部結(jié)構(gòu)在構(gòu)件選取上要根據(jù)其長(zhǎng)度而定,一般以16m 作為選取參數(shù),如超出16m,應(yīng)進(jìn)行至少2 組試件選取,而超出30m 時(shí),則選取3-5 組;在鉆孔樁的數(shù)量上,則應(yīng)不少于2 組,如樁長(zhǎng)大于20m,則選取3 組,如因大樁徑需要長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行灌注,則應(yīng)選擇4 組及以上試件。