中小桥梁梁检测的浅析

中小桥梁梁检测的浅析

张彬，姜英杰

辽宁工程技术大学土建学院，辽宁阜新（123000）

E-mail: jiangyingjie0101@126.com

摘要：随着我国国民经济的不断增长，交通运输业日益发展，公路交通在国民经济中的作用和地位也越来越被人们所重视。桥梁作为交通中的重要组成部分其安全性能及优劣关系到交通运输的命脉，至关重要。因此，我们要对现役桥梁进行检测，确保其安全可靠。这样既可以保障交通的顺利运行又有很大的经济效益，节省资金节约资源。本文以小型桥梁的检测来分析桥梁检测，谈谈中小桥检测的必要性。对于中小型桥梁的检测提供借鉴。

关键词：安全性，桥梁检测

1. 引言

在我国现役的桥梁大多数是在上世纪的60~70年代建立的，有的甚至更早。随着今年来我国经济的发展，交通运输量与日俱增，桥梁承担着繁重的运输任务。由于长时间繁重的交通运输任务使得桥梁大多处于病态，对于大型桥梁的维修与加固在我国已有先例，技术上也基本趋于成熟，但是在中小桥梁在这部分目前加固的例子还不是很多，本文已某小桥的加固实例对中小型桥梁的加固予以介绍。

2. 现役桥梁

2.1现役桥梁的分布情况

截止20世纪末，我国的公路总里程已经达到140多万公里，位于世界前列。我国已经建成的永久性桥梁22.5万于座，其中不乏我国依靠自己的力量建设的大型桥梁。目前我国在大跨度悬索桥、斜拉桥、拱桥、连续刚构桥的建设方面取得很多的成功经验。我国桥梁建设的跨度，技术及科技含量，施工的难度均达到了世界先进水平，我国桥梁建设水平已进入世界先进行列。[1]

通过数十年来的工程建设实践，目前我国已经培养出一批实力和素质较高的设计、施工、监理、科研和检测队伍。随着时间的流逝，这些建于上世纪的桥梁大多数处于病害状态，因此需要加固与维修。目前大多数的科研力量多在致力于大型桥梁的维修与加固。而中小混凝土桥梁的维修与加固问题则相对落后。桥梁大多数建于上世纪，资料已经无从查起，相关的技术资料也难已查找，为隐蔽工程的维修加大了难度。到2003年，我国的桥梁总数大约在31万座左右，其中的危桥数量达到3000多座，桥梁安全引起的事故也比较频繁。[2]

2.2桥梁病害的原因

我国桥梁的病害大多是由于超期服役，超载运行，以及在使用期间的维护不当造成的。另外，今年来我国的国民经济快速发展运输量繁重，造成大部分的桥梁疲劳破坏。混凝土施工过程中由于振捣不足造成的缺陷，大体积混凝土因水化热积蓄过多散热不均匀造成的温度裂缝。受环境中腐蚀性介质及冻融循环造成的破坏。

3. 混凝土桥梁的检测方法

3.1钻芯法

钻芯法检验混凝土强度是混凝土结构物中钻取芯样来测定混凝土的抗压强度，是一种直

观准确的检测方法。用钻芯法还可以检测混凝土的裂缝、接缝、分层、孔洞或离析等缺陷，具有直观精度高等优点，因而应用比较广泛。大多数使用于试块抗压强度不确定，因施工和养护不良出现质量问题时，还有遭到火灾、冻害、化学侵蚀和其他损害。

3.2回弹法

回弹法在我国应用是时间较长，大约有五十多年的历史，而且应用也越来越广泛，这不仅是因为回弹法简便、灵活、符合国情，更是由于我国已经解决了回弹法使用精度不高和不能普遍推广的关键问题。其基本原理是用弹簧驱动中锤，通过弹击杆弹击混凝土表面，并测试重棰被弹回来的距离，以回弹值作为与强度相关指标，来推定混凝土的强度。

图1 回弹法原理示意

3.3超声法

超声检测法是混凝土无损检测中一项十分重要的检测技术,检测的范围广泛，既可以检测混凝土的强度又可以检测混凝土裂缝、混凝土均匀性、混凝土结合面质量、混凝土中不密实区和空洞等，是一项极具生命力的检测方法。

3.4超声回弹综合法

超声回弹综合法是采用超声仪和回弹仪在结构混凝土一测区分别测量声时值和回弹值，然后利用已建立起来的测强公式推算该测区混凝土强度的一种方法。与单一的回弹法或超声法相比具有精度高等优点。[3]

4. 加固实例

某工程采用超声回弹综合法对桥梁进行检测，该桥建于1984年，近年来由于交通量繁重加之养护不足，造成严重的破坏。

4.1检测仪器

ZC3—A型回弹仪、盒尺；加速度计；速度计；挠度计；DOS—16动态应变仪；NM—3B型非金属超声波分析仪；传感器；高灵敏电桥等。

4.2桥梁的上部结构

桥面板加铺了沥青混凝土铺装层，桥面上有护栏、泻水沟等；

桥面板有桥孔、大梁、支座、横隔梁；

将构件分别按照自上而下的顺序进行编号。

4.3上部结构的调查

1.对全桥进行裂纹调查,调查裂纹分布，包括裂纹长度、宽度和方向。同时对混凝土局部破损、保护层剥落、露筋等现象进行调查。

2.检查T 梁混凝土保护层是否有脱落，钢筋的侵蚀程度。

3.检查桥面裂缝、磨损及破损情况，用读数显微镜观测裂缝宽度，用超声波检测仪测量裂缝深度。对磨损及破损情况用肉眼直接观察作好记录。

4.检查栏杆及人行道板是否有裂缝，变形等异常情况，伸缩缝处栏杆及人行道是否有错位、挤压、变形等。

5.检查伸缩缝纵坡及横向平整度，观察伸缩缝有无堵塞、渗漏、变形、开裂以及拉开或损坏等现象。

6.检查桥梁的排水是否顺畅，排水孔是否有堵塞现象；检查桥面的照明情况。

7.检查桥台沉降情况，是否有桥头跳车现象.

8.横隔梁是否有损坏。

4.4桥梁的无损检测

本例采用的是超声回弹法,根据超声回弹综合法检测混凝土的技术规定(CECS 02:88)的要求，在桥梁上设置若干个检测区,测区大约为200㎜×500㎜，每个测区测量三个超声点；在每个测区的两相对面上各测取8个回弹值，共16个回弹值。按单个构件计算综合法推定强度。对于宽度较大的裂缝超声波仪器测量其深度，用酒精酚酞测量混凝土的炭化程度。

4.5加载实验

通过地锚、千斤顶、加力架等进行分级加载。分级加载的目的在于很好的监测桥梁的变形，应变和荷载的相互关系，加载的时间一般在夜间进行这样温度的影响比较小。加载时持续时间15min 以后方可进行观测；卸载后观测残余应变时间间隔应不小于30min 。 观测的主要内容：

1. 桥梁结构控制截面最大应力（应变）的数值及其随荷载的变化规律，包括混凝土表面应

变及外缘受力主筋的应力。

2. 检测桥梁结构在各级何在作用下的最大竖向挠度以及沿桥轴线分布曲线。

3. 在荷在作用下裂缝的变化，初始位置及变化方向。

4. 在试验荷载作用下，支座的压缩或支点的沉降，敦台的位移与转角。

测点的布置

1.测点地的位置要有代表性，以便进行测试数据的分析。

2.测点的位置要有利于仪表的安装与观测读数，并对试验操作是安全的。[4]

4.6检测结果

4.6.1横隔梁

曲线系数: 0080000.0=a 720000.1=b 570000.1=c

修正系数: 000000.1=η 034000.1=β

构件混凝土强度推定：测区强度换算的平均值)

(00.0)(MPa Fcu M = 测区强度换算的标准值()MPa Fcu S 00.0)(=

测区强度换算的最小值)(0.0min ,MPa Fcu =

表1测区强度列表 序号 测距（㎜） 声速（km/s ） 回弹值 强度（MPa ）

001 170 3.70 42.4 28.8

4.6.2主梁

曲线系数: 0080000.0=a 720000.1=b 570000.1=c

修正系数: 000000.1=η 034000.1=β

构件混凝土强度推定：测区强度换算的平均值)

(00.0)(MPa Fcu M = 测区强度换算的标准值()MPa Fcu S 00.0)(=

测区强度换算的最小值)(0.0min ,MPa Fcu =

表2测区强度列表 序号 测距（㎜） 声速（km/s ） 回弹值 强度（MPa ）

001 250 3.02 38.8 27.5

4.6.3混凝土裂缝的检测

超声波检测法是在待测物体发出超声波脉波，量取一点转到另一点所需要的时间。因为超声波无法传送超过裂缝，因此若有裂缝存在于传送的路径上，则超声波会绕过裂缝而寻找其它的路径，固仪器所显示时间，是由绕行裂缝尖端后所得者，利用波传时间差量测的距离等特性来求得裂缝的深度。

1. 冲击系数

表3挠度记录表 速度（km/h ） 跨中挠度 冲击系数

静载 5.7㎜ 1.000㎜

20 6.3㎜ 1.105㎜

20公里/小时急刹车 6.4㎜ 1.123㎜

40

6.5㎜ 1.140㎜

2. 动力参数测定

有重车过桥4次，通过振动曲线得出桥梁固有的纵、竖频率

3. 跨中的应力、应变测定

实验的车辆在桥上不同车速行驶4次，取驶在跨中的应变数值。 4.7加固建议

加修排水措施，避免对混凝土中钢筋的锈蚀作用。对于破损的混凝土进行维修，对裸露的钢筋进行处理，防止再度锈蚀。承载能力已经明显下降，建议采取临时的补救措施，以确保行人和车辆的安全。

5.结论

目前在我国对于中、小桥梁的加固上处于半理论与半经验的基础之上。其计算分析的理论依据还不是很完善，有待进一步的研究。本文通过某桥的加固实例，提出了桥梁加固的技术路线及施工方法，提供了宝贵的经验。

目前在我国桥梁加固的设备还不是很精确，如传感器等一些测量的仪器还有待进一步的提高精度，以保证结果的真实性。

随着计算机软件技术的发展，大型的模拟软件的数值模拟相当重要，数值的模拟对于桥梁的加固以及确保其安全可靠起着至关重要的作用，软件的数值模拟与工程的实例想结合应该应用的越来越广泛，并且其与实际情况越来越接近。

参考文献

[1]张俊平.桥梁检测.人民交通出版社.2002.9；

[2]宋一凡.公路桥梁荷栽试验与结构评估.人民交通出版社.2002.1

[3]章关永.桥梁结构试验.人民交通出版社.2002.1

[4]公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTJ023-85)

Detection of Bridge

Zhang Bin, Jiang Yingjie

Liaoning Engineering Technology University, Liaoning, Fuxin(123000)

Abstract

With the continuous growth of China's national economy, the growing transport, road traffic in the national economy, the role and status of attention by more and more people. Traffic in the bridge as an important component of its safety performance and quality of the relationship between transportation lifeline, it is essential. Therefore, we need to bridge the active testing to ensure its safe and reliable. This will help safeguard the smooth operation of transport have great economic benefits save money conserve resources.Based on the detection of small bridges to bridges of detection, talk about the need for testing in the bridge.Detection of small and medium bridges for reference.

Keywords: Detection bridge, Security