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[摘 要]随着公路桥梁使用年限的增加,其难免会出现一些病害或者是缺陷,如果不对这些问题进行有效治理的话将会对人们的正常出行埋下一定的安全隐患。因此有必要对公路桥梁进行必要的检测和评价,以掌握公路桥梁的使用情况,进而及时采取补救措施。文章就主要针对这一问题进行探讨,供相关工作人员参考。
[关键词]公路桥梁;检测;评价
中图分类号:TP998 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)42-0317-01
引言
随着我国道路交通建设事业的不断发展,国家在公路基础建设中的投入越来越大,全国各级路网建设已经形成。公路网中桥梁作为交通枢纽的重要组成部分是公路交通运输通畅的命脉之一。公路桥梁在建成之后受多方面因素的影响,其会出现不同程度的病害问题,如果不能及时排查这些问题将会对后期的交通运输产生一定的影响。因此有必要针对不同年份、不同地区、不同气候、不同交通流密度的公路桥梁进行分类分级别的检测。
一、公路桥梁的检测概述
公路桥梁检测的内容比较多,一般主要包括外观损伤、内部缺陷、力学性能、几何参数等。现阶段对于外观损伤的检测主要还是采用人工目测的方法,工作强度大、效率低,需要借助检测支架或检测车等设备接近结构表面,对检测人员的专业知识和经验要求较高。非接触式检测方法近年来有了较大发展,在结构内部缺陷检测方面应用较多,但技术上仍不成熟。结构的力学性能检测难度更大,这些力学指标对桥梁结构安全性评价起着重要的作用。与此同时,在役桥梁的评价方法也在不断发展和进步,提出了一系列桥梁承载力和安全性评价方法,这些方法的研究和应用到大大推动了我国在役混凝土桥梁及钢桥运营期间安全性评价技术的发展。
二、公路桥梁检测技术
2.1超声法
超声法是一种常用无损检测方法。其工作原理是通过测量低频超声脉冲波在混凝土中的传播速度、首波幅度和主频率等声学参数来判断混凝土缺陷位置、类型和尺寸。超声波在遇到蜂窝、空洞、裂缝等缺陷时,多数脉冲波会在缺陷处反射和散射,换能器接收的声波能量显著减小,且声程增大、主频率降低,并导致波形畸变。因此,可以通過波幅、声速、主频率和波形变化来判断缺陷性质和大小。图1所示为超声仪检测混凝土的工作原理。
超声波检测方法根据其检测对象以及检测内容的不同可以分为对测法、斜测法以及平测法。对测法是将一对换能器耦合于一对平行测试表面,逐点移动进行测试。斜测法是将一对换能器分别耦合于被测构件2个相邻或相对但非平行的表面上,进行丁角斜测或沿垂直、水平方向进行斜测。以上方法均可用于墩身、盖梁、梁板等内部混凝土的缺陷、密实度和均匀性检测。平测法是将一对换能器置于被测结构的同一表面上,以采取相同测距或逐点递增测距方法进行损伤检测。平测法可用于路面裂缝、隧道裂缝及低配筋率混凝土表面裂缝的深度及厚度检测。
2.2冲击回波法
冲击回波法就是通过锤击方式产生瞬时的冲击弹性波并接收冲击弹性波信号,通过分析冲击弹性波及其回波的波速、波形和频率等参数,判断混凝土结构内部缺陷。冲击回波法可用于混凝土构件厚度及内部缺陷检测、预应力管道压浆密实度检测、结合面密实度检测等方面。其检测原理如图2所示,利用这种方法可以有效的反映出混凝土内部的缺陷。
2.3计算机透析成像(声波CT)技术
声波CT技术使用声波穿透混凝土,由于混凝土内部孔隙率、密实性、弹性模量等影响,使得声波产生能量衰减,根据透射波走时和能量衰减特征,采用计算机方法重建声波穿透混凝土的速度和吸收系数的分布,实现混凝土内部成像。由于混凝土波速与弹性模量、剪切模量、密度等有关,当混凝土密实性差,内部出现疏松、空隙和空洞时,导致声波穿透混凝土衰减快、波速降低。因此,混凝土的声波速度可作为混凝土密实性和强度评价的定量指标。实践研究发现,不同地区的地质条件不同,其砂石骨料等存在一定的差异性,这些因素都会对波速以及混凝土强度产生影响,但是对波速与混凝土强度之间的规律影响并不大。
三、公路桥梁的评价
对公路桥梁进行平价实际上就是在桥梁的技术状况、各组成部分的缺陷、病害进行、并在其基础上,经检算分析后,对旧桥病害情况、损伤程度、承载能力、功能以及是否能正常运营等作出鉴定,给出明确的答案。
3.1公路桥梁使用功能评价
公路桥梁使用功能评价是公路桥梁评价的重要内容,其主要包括以下几个方面:第一,设计技术标准,包括原设计荷载标准、桥面净空、桥下净空、孔径、基础埋置深度等是否满足运营要求;第二,各部分构造完好程度,各部构造能否保持正常使用,上下部承重结构质量状况,有无裂缝、腐蚀、风化、疲劳等破损现象及挠曲、沉陷等位移变形现象,以及对桥梁整体正常使用功能的影响程度;第三,桥梁养护状况及意外事故的分析,是否对桥梁进行检查、养护,有无发生过意外事故,发生事故的几率,处理事故的难易程度等,并对影响桥梁使用功能进行分析,作出评价。
3.2公路桥梁结构承载能力评价
在对桥梁使用功能评价的基础上,通过对上、下部结构作静、动载计算分析,或对静、动载试验结果分析,对桥梁结构承载能力作出切合实际的评价,也是对既有桥梁使用功能作实质性的分析评定。
3.3公路桥梁使用价值评价
在对桥梁作出了上述两项评价之后,从技术可能性、经济合理性的角度出发,对既有桥梁在设计运营期间内的使用价值作出评价。当分析结果表明:如果对旧桥加固、改造加以利用的总效益大于新建桥的总效益时,则认为对旧桥进行加固、改造利用是必要的、可行的。为确保道路交通的正常运行,必须保证桥梁的承载能力、通行能力及良好的工作状况。首先要对旧桥进行调查、检测,在此基础上对桥梁进行评估。
结束语
总之,随着社会经济的不断发展,我国在公路桥梁建设上的投入也逐渐增大,为保证人们的出行安全,必须要对公路桥梁病害问题给予足够的重视。为此相关部门需要加强对公路桥梁的检测,及时发现其存在的问题并采取有效的治理措施,因此针对各种不同类型的既有桥梁,必须建立科学、经济、合理、有效的检测及评价方法,保证桥梁工程建设的顺利进行。
参考文献
[1]贺拴海,赵祥模,马建,赵煜,宋焕生,宋宏勋,程磊,袁卓娅,黄福伟,张健,田斌,王路阳,戚秀真.公路桥梁检测及评价技术综述[J].中国公路学报,2017,30(11):63-80.
[2]杨凯.公路桥梁健康检测与技术状况评价分析[D].吉林大学,2017.
[关键词]公路桥梁;检测;评价
中图分类号:TP998 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)42-0317-01
引言
随着我国道路交通建设事业的不断发展,国家在公路基础建设中的投入越来越大,全国各级路网建设已经形成。公路网中桥梁作为交通枢纽的重要组成部分是公路交通运输通畅的命脉之一。公路桥梁在建成之后受多方面因素的影响,其会出现不同程度的病害问题,如果不能及时排查这些问题将会对后期的交通运输产生一定的影响。因此有必要针对不同年份、不同地区、不同气候、不同交通流密度的公路桥梁进行分类分级别的检测。
一、公路桥梁的检测概述
公路桥梁检测的内容比较多,一般主要包括外观损伤、内部缺陷、力学性能、几何参数等。现阶段对于外观损伤的检测主要还是采用人工目测的方法,工作强度大、效率低,需要借助检测支架或检测车等设备接近结构表面,对检测人员的专业知识和经验要求较高。非接触式检测方法近年来有了较大发展,在结构内部缺陷检测方面应用较多,但技术上仍不成熟。结构的力学性能检测难度更大,这些力学指标对桥梁结构安全性评价起着重要的作用。与此同时,在役桥梁的评价方法也在不断发展和进步,提出了一系列桥梁承载力和安全性评价方法,这些方法的研究和应用到大大推动了我国在役混凝土桥梁及钢桥运营期间安全性评价技术的发展。
二、公路桥梁检测技术
2.1超声法
超声法是一种常用无损检测方法。其工作原理是通过测量低频超声脉冲波在混凝土中的传播速度、首波幅度和主频率等声学参数来判断混凝土缺陷位置、类型和尺寸。超声波在遇到蜂窝、空洞、裂缝等缺陷时,多数脉冲波会在缺陷处反射和散射,换能器接收的声波能量显著减小,且声程增大、主频率降低,并导致波形畸变。因此,可以通過波幅、声速、主频率和波形变化来判断缺陷性质和大小。图1所示为超声仪检测混凝土的工作原理。
超声波检测方法根据其检测对象以及检测内容的不同可以分为对测法、斜测法以及平测法。对测法是将一对换能器耦合于一对平行测试表面,逐点移动进行测试。斜测法是将一对换能器分别耦合于被测构件2个相邻或相对但非平行的表面上,进行丁角斜测或沿垂直、水平方向进行斜测。以上方法均可用于墩身、盖梁、梁板等内部混凝土的缺陷、密实度和均匀性检测。平测法是将一对换能器置于被测结构的同一表面上,以采取相同测距或逐点递增测距方法进行损伤检测。平测法可用于路面裂缝、隧道裂缝及低配筋率混凝土表面裂缝的深度及厚度检测。
2.2冲击回波法
冲击回波法就是通过锤击方式产生瞬时的冲击弹性波并接收冲击弹性波信号,通过分析冲击弹性波及其回波的波速、波形和频率等参数,判断混凝土结构内部缺陷。冲击回波法可用于混凝土构件厚度及内部缺陷检测、预应力管道压浆密实度检测、结合面密实度检测等方面。其检测原理如图2所示,利用这种方法可以有效的反映出混凝土内部的缺陷。
2.3计算机透析成像(声波CT)技术
声波CT技术使用声波穿透混凝土,由于混凝土内部孔隙率、密实性、弹性模量等影响,使得声波产生能量衰减,根据透射波走时和能量衰减特征,采用计算机方法重建声波穿透混凝土的速度和吸收系数的分布,实现混凝土内部成像。由于混凝土波速与弹性模量、剪切模量、密度等有关,当混凝土密实性差,内部出现疏松、空隙和空洞时,导致声波穿透混凝土衰减快、波速降低。因此,混凝土的声波速度可作为混凝土密实性和强度评价的定量指标。实践研究发现,不同地区的地质条件不同,其砂石骨料等存在一定的差异性,这些因素都会对波速以及混凝土强度产生影响,但是对波速与混凝土强度之间的规律影响并不大。
三、公路桥梁的评价
对公路桥梁进行平价实际上就是在桥梁的技术状况、各组成部分的缺陷、病害进行、并在其基础上,经检算分析后,对旧桥病害情况、损伤程度、承载能力、功能以及是否能正常运营等作出鉴定,给出明确的答案。
3.1公路桥梁使用功能评价
公路桥梁使用功能评价是公路桥梁评价的重要内容,其主要包括以下几个方面:第一,设计技术标准,包括原设计荷载标准、桥面净空、桥下净空、孔径、基础埋置深度等是否满足运营要求;第二,各部分构造完好程度,各部构造能否保持正常使用,上下部承重结构质量状况,有无裂缝、腐蚀、风化、疲劳等破损现象及挠曲、沉陷等位移变形现象,以及对桥梁整体正常使用功能的影响程度;第三,桥梁养护状况及意外事故的分析,是否对桥梁进行检查、养护,有无发生过意外事故,发生事故的几率,处理事故的难易程度等,并对影响桥梁使用功能进行分析,作出评价。
3.2公路桥梁结构承载能力评价
在对桥梁使用功能评价的基础上,通过对上、下部结构作静、动载计算分析,或对静、动载试验结果分析,对桥梁结构承载能力作出切合实际的评价,也是对既有桥梁使用功能作实质性的分析评定。
3.3公路桥梁使用价值评价
在对桥梁作出了上述两项评价之后,从技术可能性、经济合理性的角度出发,对既有桥梁在设计运营期间内的使用价值作出评价。当分析结果表明:如果对旧桥加固、改造加以利用的总效益大于新建桥的总效益时,则认为对旧桥进行加固、改造利用是必要的、可行的。为确保道路交通的正常运行,必须保证桥梁的承载能力、通行能力及良好的工作状况。首先要对旧桥进行调查、检测,在此基础上对桥梁进行评估。
结束语
总之,随着社会经济的不断发展,我国在公路桥梁建设上的投入也逐渐增大,为保证人们的出行安全,必须要对公路桥梁病害问题给予足够的重视。为此相关部门需要加强对公路桥梁的检测,及时发现其存在的问题并采取有效的治理措施,因此针对各种不同类型的既有桥梁,必须建立科学、经济、合理、有效的检测及评价方法,保证桥梁工程建设的顺利进行。
参考文献
[1]贺拴海,赵祥模,马建,赵煜,宋焕生,宋宏勋,程磊,袁卓娅,黄福伟,张健,田斌,王路阳,戚秀真.公路桥梁检测及评价技术综述[J].中国公路学报,2017,30(11):63-80.
[2]杨凯.公路桥梁健康检测与技术状况评价分析[D].吉林大学,2017.