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我国公路桥梁检测现状

时间:2010-11-27 11:53来源:百度文库 作者:监测人 点击:
随着我国公路桥梁事业的发展,新建高速公路及桥梁越来越多,同时既有的许多桥梁亦逐渐进入了养护维修阶段,有关专家认为桥梁使用超过25年以上则进入老化期,据统计,我国桥梁总数的40%已经属于此范畴,均属“老龄”桥梁。而且随着时间的推移,其数量还在不断增长,桥梁
  

1 前言

随着我国公路桥梁事业的发展,新建高速公路及桥梁越来越多,同时既有的许多桥梁亦逐渐进入了养护维修阶段,有关专家认为桥梁使用超过25年以上则进入老化期,据统计,我国桥梁总数的40%已经属于此范畴,均属“老龄”桥梁。而且随着时间的推移,其数量还在不断增长,桥梁管理者对桥梁的养护已日益重视。为了适应公路运输载重量不断发展的要求,充分利用现有的公路桥梁,使之能继续安全地为公路运输服务,根据交通部颁布的《公路养护技术规范》要求,必须对桥梁进行鉴定。

与此同时,新材料、新工艺、新结构形式的采用也越来越多,为了积累这方面的工程经验我们有必要做一些检测工作,当然还有那些因为赶工期、采用劣质材料、施工方法不当等原因而出现病害的桥梁需要做鉴定以确保其安全运营。

桥梁结构的鉴定主要包括既有桥梁的检算和外观检查工作以及荷载试验,通过检算与外观的检查我们可以基本上确定桥梁结构物的使用状况,然而理论推断与实际结构的特性往往存在着一定的差别,尤其是承载力的鉴定目前还离不开荷载试验。

2 需要进行检测的桥梁

需要进行检测的桥梁原因各种各样,绝大部分是旧桥,因为旧桥资料比较匮乏,相对而言管理起来比较困难;在特殊情况下有些新桥也要求做检测工作,综合起来主要有以下几种因素:

(1)缺乏设计、施工资料的桥梁。

(2)施工质量较差,不符合设计要求的桥梁。

(3)桥梁竣工经过运营一段时间后发现较严重的病害,影响其承载能力。

(4)桥梁施工质量较好,运营情况也良好,但希望提高其允许的承载能力。

(5)需要通过超过设计标准的特殊荷载车辆的桥梁。

还有一些桥梁是因为一些特殊原因而需要做检测工作,比如为了取得一定的科研资料等等。现在一些特大桥梁不仅仅是要求做短期的检测,还需要进行长期的健康监控,这里就不作叙述了。

3 桥梁调查与检算

检测就是要根据实际情况对桥梁进行评估,因此前期的主要工作就是从既有的现状与特性着手,对要检测的实体有一个总体把握,并且明确后面工作的方向,这就是调查与检算。

3.1 资料收集

这里所说的资料收集的范围比通常意义上说的资料范围要广泛一些,不仅仅包括设计资料,还包括施工资料以及有关的养护、维修、加固资料。

资料收集涉及的细节很多,如设计资料里面有计算书、设计图纸、修改图纸以及地质资料等等;施工资料里面包括各个阶段的竣工图纸、竣工说明书、材料试验资料及施工记录、竣工验收资料等等;其他养护、维修资料则包括历史上通过的车型、载重,交通量状况、维修的资料等等。

还有一些与之有关的自然环境或者自然灾害(洪水、地震、冻土、泥石流等等)的资料如有必要也应向有关部门收集。

3.2 外观检查与病害分析

外观检查是桥梁检测中一项非常重要的工作,通常如果产生了病害会有一些表象,我们通过外观的检查可以分析判断这些病害产生的原因,提出整治措施并且有利于明确接下来工作的重点。

外观检查要求做到抓住重点,力求全面。

3.2.1 根据受力特征确定调查重点

通常可以根据桥型确定调查的要点,如梁桥的检查要点有:跨中区域的裂缝、挠度;端部的剪力缝;主梁连接部位的状况;构件的外观质量等等。又比如拱的检查要点有:拱圈拱顶下缘与拱脚上缘裂缝;拱轴线的坐标;墩的位移等等。而索结构则还有索、锚的质量状况等等。

3.2.2 按照部位逐一检查

桥梁从总体上可以分为上部结构、下部结构、附属结构。上部结构在梁式桥中主要是指主梁,在拱中则还包括主拱肋、拱波、拉索、风撑等等,根据结构形式有所区别;下部结构则包括桥墩、桥台、基础与承台、桩等;附属结构则有桥面铺装、人行道、缘石、栏杆、伸缩缝等。

每个部位都有其自己的受力特征,病害也有一些共性,如果出现的不是常规病害,应当仔细研究找出病因,常规病害在找出病因的同时应根据其损坏程度进行评估,然后确定是否有必要加固或更换构件用以维持正常的运营。

3.3 材料特性调查

材料是组成构件最基本的元素,也是保证构件是否能正常工作的根本。

随着桥型的多样化以及新工艺的不断发展,将有越来越多的材料应用到桥梁结构中,但目前最基本,使用最广泛的还是钢筋和混凝土。钢材的强度一般以设计、施工有关资料为依据,不再检查,当怀疑钢材质量有问题或者资料不明确时应采取必要的措施截取试件进行材料试验。混凝土的强度会随着时间的推移产生一些变化,比较大的桥梁通常会有同期的试块用以确定强度。对于没有试块的桥梁,其混凝土强度可用回弹仪、超声波检测仪等进行推定,必要的时候可在结构上钻取试件进行材料试验。

3.4 承载力检算

当对桥梁的整体特性进行了一些了解之后应当做一些验算工作,验算的原则依然是有关技术规范,需要注意的是有关参数应当以实际桥梁为准,该折减的进行折减,必要的时候也可以考虑有些有利因素。通过验算对不能满足要求的桥梁可以考虑重建,有利用价值的则应当进行进一步的鉴定工作。

4 静力试验

4.1 试验前的准备工作

进行荷载试验非常复杂,试验前应做充分的准备工作,它直接关系到我们试验的成败与否,关系到我们的试验是否能够取得理想的数据,否则接下来的工作只能是徒劳。

4.1.1 选择试验孔(或墩)

试验孔的选择主要综合考虑以下条件:

(1)该孔(或墩)计算受力最不利;

(2)该孔(或墩)施工质量较差,缺陷较多或病害较严重;

(3)该孔(或墩)便于搭设脚手架及设置测点或试验时便于加载。

试验孔的选择非常重要,它关系到我们所做的试验是否能够比较准确地反映此部分结构以及整个桥梁结构的性能,需要丰富的现场试验经验。

4.1.2 加载方案的确定选

好了试验孔之后,我们要在有限的试验孔上取得有代表性的测试值,必须精心规划加载方案。在满足鉴定桥梁承载力的前提下,加载项目安排应抓住重点,不宜过多。静载试验一般有一两个主要内力控制截面,此外根据桥梁具体情况可设置几个附加内力控制截面。方案中还应根据检查的情况与加载设备的现状确定合适的效率系数。

有时候我们选取的试验孔不止一个,这就要求我们更要有清醒的头脑,如何利用有限的设备满足试验各控制截面的测试要求以及如何组织人员高效有序地进行测试工作都是在方案中需要充分考虑的因素。

4.1.3 其他现场配合准备工作

荷载试验是一个理论与实践相结合的过程,其它涉及的事件方方面面也不少。比如通常布设测点要搭设脚手架,做试验提前要准备荷载车辆,现场要有关部门配合进行交通管制,必要的照明和稳定的仪器工作电源,以及现场工作人员的安全保障与联络设备等等。

现场试验的内容多而复杂,准备工作应尽量考虑周全些,这样才能保证我们试验能够按照计划有序进行。

4.2 测试中应获取的主要数据与测试方法

4.2.1 根据测试目的确定要获取的数据

桥梁作为一个整体结构物涉及的细节很多,我们也不可能面面俱到,我们应根据前期的外观检测以及鉴定工作明确需要测定的部位及需要取得的参数,减少不必要的劳动。

明确目的有利于我们在工作中把握重点,也决定了我们需要取得那些试验数据,同时也保证关键测试部位数据的可靠度。

4.2.2 通常情况下需要监控的数据

通常旧桥需要鉴定的主要是上部结构的受力特性,监控试验荷载各工况下控制截面的应力应变就是主要内容,同时一些正常使用状态下的参数如挠度、裂缝宽度等也是旧桥的主要测试内容。

应力应变的测点布设在前面所述方案阶段主要内力控制截面与附加控制截面,同时根据上部结构的横截面形式在每一个控制截面上又要选取一些有代表的测点,用以反应整个控制截面的受力状况。对于一些特殊结构,如索结构,一般还需要对索力进行检测。

除此之外还有必要根据实际外观检查发现的一些病害在个别部位进行监测,如支座的沉降、横隔板的错位、剪力缝的开展等等,因为有些非主要受力结构或者附属结构的破坏也会对主要结构的测试结果造成较大的影响,同时也可能是主要结构出现受力不利的主要原因。

4.2.3 测试仪器与方法

试验中使用频率较高的仪器有应变仪、挠度计、水准仪全站仪、百分表等等,有时候由于现场条件的限制我们无法直接使用仪器测试出我们想得到的参数,这就要求我们测试人员要有一定的经验,采用一定的措施用现有的仪器测出我们想要的数据。

当然随着科技的不断发展现在可以使用到试验中的仪器也越来越先进,操作也越来越方便,能准确测试出我们所要参数的都可以大胆采用。

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