周巖寧
(北京養(yǎng)護集團第四公路工程處,北京 101500)
公路橋梁工程在交通運輸中發(fā)揮著重要的作用。路橋工程由于外界原因會造成結構可靠性降低,使得橋梁承載力不足。為保證橋梁結構的安全性,需對工程進行科學檢測評估。隨著我國路橋工程建設技術等級的不斷提高,建成了不同結構形式的斜拉橋、連續(xù)剛構橋等。技術復雜的大型工程為我國橋梁建設積累了豐富的工程經(jīng)驗,但仍需重視工程質量控制,路橋養(yǎng)護管理技術成為了當下國際橋梁工程界關注的熱點問題。
大部分橋梁在建成使用20年后耐久性會降低,控制橋梁結構安全性成為橋梁工程檢測加固的重要任務。隨著我國交通運輸業(yè)的發(fā)展,對橋梁結構安全檢測提出了更高的要求。我國在路橋工程檢測領域開展的大量科研工作,保證了工程的安全使用,為路橋結構養(yǎng)護管理技術提供了可靠理論指導。進入21世紀后,我國加大對路橋檢測技術的研究,有利于路橋工程養(yǎng)護管理體制的健全,對道路網(wǎng)絡暢通起到了重要作用。改革開放后,我國建造大量現(xiàn)代橋梁,不少橋梁的應用存在安全性問題,如拆除重建會消耗大量資金人力。橋梁檢測加固費用占新橋建設費用的1/10,考慮工程檢測經(jīng)濟性,舊橋的加固維修非常重要。
試驗檢測是路橋工程建設中的重要工作,試驗檢測內容包括對工程裂縫檢測、表面破損檢測等,試驗檢測需要對每項指標參數(shù)做好控制,檢測人員要根據(jù)工程實際采用相應的檢測方法,保證試驗檢測的科學性。目前很多工程試驗檢測仍采用傳統(tǒng)的人工目測方式,檢測結果取決于檢測人員的專業(yè)技能水平,缺乏足夠的科學性,難以檢測工程內部質量。路橋工程多采用混凝土材料進行建設,若出現(xiàn)裂縫問題會影響工程整體質量。事實上,路橋工程建設中出現(xiàn)的質量問題大多由混凝土質量所引起。在試驗檢測中加強對裂縫檢測,采取科學合理的措施進行防控,能夠為路橋工程后期維護管理提供有效參考依據(jù)。
路橋工程是交通設施的關鍵節(jié)點。橋梁建筑行業(yè)的發(fā)展能緩解鋼鐵等傳統(tǒng)產業(yè)產能危機過剩,推動智能制造、信息技術等戰(zhàn)略性新興產業(yè)與第三產業(yè)發(fā)展,在拉動經(jīng)濟增長等方面發(fā)揮了重要的作用。我國路橋工程總數(shù)現(xiàn)居世界第一,但由于橋梁老齡化問題也出現(xiàn)了橋梁病害問題,危橋總數(shù)占現(xiàn)有橋梁的1/9。因此,加強路橋工程質量檢測對工程的安全性具有重要意義。
隨著路橋工程建設的快速發(fā)展,橋梁試驗檢測技術也在不斷進步,混凝土無損檢測、水下樁基礎檢測、橋梁檢查車等系列檢測裝備陸續(xù)被研發(fā)成功,檢測精度得到了有效提高,評估方面提出了五類單項控制指標結合的技術評定方法、基于橋梁試驗檢測結果的承載力評定方法,以及基于可靠性的耐久性綜合評估方法。
目前,經(jīng)濟較發(fā)達國家城市建設進入平緩期,多數(shù)橋梁使用性能進入中晚期,美國每年用于橋梁投資的9/10用于舊橋維修。而我國近年來出現(xiàn)的多次重大橋梁事故,造成了巨大的經(jīng)濟損失。國內外諸多橋梁坍塌的案例說明,完善橋梁工程試驗檢測技術存在必要性。裝設檢測裝置可有效保證橋梁結構安全,加強工程質量試驗檢測是保證安全使用的重要途徑。
發(fā)達國家重視橋梁工程質量檢測,對工程結構檢測技術進行了深入研究。20世紀后期,美國在檢測橋梁方面安裝檢測儀器;日本等國家對橋梁結構的位移、應變等進行檢測,了解相關因素對橋梁結構的影響;我國加大對橋梁檢測技術的實驗研究,對武漢長江大橋等進行應力速度等方面的檢測,掌握橋梁結構的安全狀況,保障延長工程使用壽命,及時發(fā)現(xiàn)橋梁工程安全問題,提高橋梁綜合使用效益。
在工程實踐中,施工人員容易忽視對橋梁的檢測,而采取合理的措施檢測橋梁結構損傷可確保交通樞紐正常運行。我國舊橋加固改造技術研究始于20世紀中后期,改革開放后對公路舊橋檢測方法進行大量研究。隨著我國橋梁工程的建設發(fā)展,深入研究加強工程試驗檢測技術,對解決路橋工程出現(xiàn)的質量問題具有重要的現(xiàn)實意義。
我國傳統(tǒng)橋梁檢測內容較多,包括混凝土強度檢測、外觀檢查等。對大中小型橋梁采取不同的檢測評價方法,橋梁檢測評估分為承載為主與狀態(tài)評價為主的方法。大型橋梁評估研究通常采用橋梁建立結構狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng),以監(jiān)測數(shù)據(jù)為基礎,采用綜合測評方法對橋梁的安全性進行評價;由于中小型橋梁分布廣,通常采用不定期檢測手段對承載力進行評價。公路橋梁工程試驗檢測技術包括回彈彎沉檢測技術,地質雷達檢測技術等。
圖1 不同大小平頭靜力貫入試驗結果
某道路工程項目起點樁號為k1652+280,路線總長7.457km,工程施工重點是橋梁工程。柱梁板混凝土施工一次性澆筑,混凝土抗氯離子滲透性指標要達到相關規(guī)定要求。以XH路橋試驗段為模型,從理論設計填筑土石混凝土填路基在室內試驗檢測模型。試驗檢測首先在土石混合料路基模型采用黏土混合料,在模型路基填筑采用整層填筑,再對試驗路基重壓,通過電腦計算分析給出動態(tài)應變儀傳遞信號,控制油泵機體提供動力;現(xiàn)場土石混填路基灌砂法檢測壓實度選擇代表性位置,根據(jù)試驗中挖坑步驟試坑開挖,用灌砂法中的挖坑步驟重壓試坑,并如實記錄相應循環(huán)數(shù)據(jù),通過軟件得出理論數(shù)據(jù)。
通過對不同檢測試驗區(qū)域的試驗分析,得到路基表面荷載位移曲線。選用不同規(guī)格平臺,平頭ab曲線呈現(xiàn)明顯上升趨勢。在路基檢測試驗中,可以看出土石混填位移與土石填料的相應情況,探頭直徑不斷增加,荷載不斷加大。
地質雷達檢測技術具有直觀快速等優(yōu)點,通過向物體內部發(fā)射高頻電磁波,根據(jù)物體各種相應反射信息判斷物體內部情況。應用地質雷達檢測技術,首先需由檢測人員對控制單元發(fā)出指令信息,然后進行天線信息操作,再通過信息處理技術得出檢查物內部情況。
路橋回彈彎沉檢測技術通過重錘自由落體對表面產生沖擊力,測量路橋表面的彎沉并在車輛行駛中模擬,符合實際交通情況。使用回彈彎沉檢測技術可提高檢測速率,保證檢測結果精度。檢測方法為使用激光儀有效檢測沉降速度。
超聲波檢測技術是利用超聲波檢測儀的相關功能,對超聲脈沖表現(xiàn)出的參數(shù)進行測量,包括傳播速度、主頻率等。檢測人員可通過參數(shù)變化判斷橋梁缺陷。檢測技術可以穿透混凝土結構,具有安全性高、易于操作等優(yōu)點。超聲波檢測技術常用檢測方法是穿透測試法,由于技術設備限制,檢測中需要用相對測試面,無法確定超聲波是否能捕捉路橋的缺陷信號。路橋工程試驗檢測中,通常采取多測點數(shù)據(jù)法,運用概率統(tǒng)計原理處理檢測數(shù)據(jù),結合處理信息評估路橋質量。由于超聲波檢測技術直觀性較差,需采取多點檢測方法以提高準確度。