我國(guó)橋梁工程中常見通病及檢測(cè)手段
2011-11-14 來(lái)源： 中國(guó)鳴網(wǎng)
隨著我國(guó)城建交通事業(yè)的迅猛發(fā)展，公路及城市道路等級(jí)不斷提高，其中的橋涵構(gòu)造物也越來(lái)越多，但從目前運(yùn)行使用的情況來(lái)看，存在一些不盡人意之處，最近頻繁出現(xiàn)的如橋梁垮塌、基礎(chǔ)倒毀、橋墩沉陷質(zhì)量事故嚴(yán)重影響了人們的人身安全，因此，在橋梁工程中其質(zhì)量問(wèn)題已經(jīng)納入人們關(guān)注的焦點(diǎn)中。針對(duì)橋梁建設(shè)工程，多來(lái)來(lái)時(shí)間的檢驗(yàn)告訴我們，橋梁工程質(zhì)量通病不斷危害極大，而且十分頑固，稍不注意，會(huì)帶來(lái)致命后果。同時(shí)，中國(guó)的橋梁普遍大量存在些舊橋和危橋，加強(qiáng)分析橋梁工程常見病害以及加大研發(fā)病害檢測(cè)技術(shù)的力度，勢(shì)在必行。
1、橋梁工程常見通病
所謂橋梁工程常見病害，具體來(lái)講可表現(xiàn)為高填土下沉、軟土地基超限沉陷、瀝青路面早期破損、水泥路面斷板開裂、路面不平、橋梁伸縮縫和橋頭跳車、隧道襯砌滲水、防護(hù)工程和小型結(jié)構(gòu)物表面粗糙、預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)管道壓漿不實(shí)等相關(guān)質(zhì)量控制不利的現(xiàn)象。以下簡(jiǎn)要針對(duì)跳車、高填土下沉以及預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)孔道壓漿不實(shí)三方面來(lái)分析橋梁工程常見病害：
1.1跳車現(xiàn)象
所謂橋頭跳車，指的是橋梁構(gòu)建與橋梁臺(tái)背的路基之間發(fā)生一定的高差沉降，從而引起一定的橋梁表面不平，隨著沉降數(shù)值的增大，汽車高速奔行時(shí)，引起車輛頻繁震動(dòng)，更有甚者造成騰空。
造成跳車的原因大體可表述為地基地面條件、填料、施工材料以及施工技術(shù)問(wèn)題等多因素。究其原因，還是因?yàn)槌两蹈卟畹男纬稍斐商嚞F(xiàn)象。包括地基地面條件、填料、施工材料以及設(shè)計(jì)、施工方面的諸多因素。其主要表現(xiàn)為橋（涵）臺(tái)與相鄰路堤之間產(chǎn)生沉降差，造成錯(cuò)臺(tái)或縱坡不順以及構(gòu)造物的附加變形（指伸縮縫），導(dǎo)致跳車。對(duì)于填土沉降而言，橋臺(tái)沉降不均勻，伸縮縫和搭板兩者結(jié)合不當(dāng)，造成橋臺(tái)臺(tái)階的形成，嚴(yán)重影響駕車人員舒適效果和行車安全，橋梁的沖擊力也相對(duì)較大。針對(duì)跳車現(xiàn)象一般在施工過(guò)程可以采取以下措施：首先，選取夯實(shí)效果良好的回填材料，并在壓實(shí)過(guò)程中嚴(yán)格按照規(guī)范，滿足壓實(shí)效果，減少路橋沉降高差。其次，在伸縮縫施工時(shí)應(yīng)注重選取伸縮性能優(yōu)異的伸縮縫，并加以平整。最后，在適當(dāng)情況下可采取填方——填方沉降——建樁的工藝流程，從而達(dá)到降低填土與結(jié)構(gòu)的沉降高差。
1.2沉降問(wèn)題
路基沉降全部是地基沉降，路基填方本身基本不發(fā)生壓縮沉降，地基沉降與地質(zhì)條件和填土高度（即地基單位面積受力）有關(guān)，地質(zhì)條件越好，填筑高度越低，沉降越小，反之路基沉降越大。通常在填土施工中通常會(huì)遇到深填、高填、半填半挖等不同方式的填土施工，但是不論什么方式的填土施工，通常都會(huì)遇到通車不久，便產(chǎn)生下沉現(xiàn)象，發(fā)生此現(xiàn)象的原因主要還是由于施工不當(dāng)所造成的。比如施工壓實(shí)程度不夠、采用過(guò)后分層方式、在低溫施工時(shí)沒(méi)采取相應(yīng)技術(shù)措施冬等等。在材料的選取上，必須采用精確的最大干容重以及最佳含水量的混凝土，否則，極大程度上會(huì)出現(xiàn)高填土下沉現(xiàn)象。堆載預(yù)壓法是工程上廣泛應(yīng)用，行之有效的方法。其目的就是消除路基可能產(chǎn)生的沉降和提高軟土地基的強(qiáng)度，滿足路基的承載力穩(wěn)定性。根據(jù)預(yù)壓荷載的大小，預(yù)壓法分為兩種：等效預(yù)壓和超載預(yù)壓。因等效預(yù)壓沉降的大小與預(yù)壓時(shí)間有關(guān)，不能達(dá)到最終沉降量，所以采用超載預(yù)壓。
1.3預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)孔道壓漿不實(shí)
灌漿強(qiáng)度的好壞，直接關(guān)系到孔道填充程度，若相對(duì)不飽滿，很大程度上會(huì)發(fā)生預(yù)應(yīng)力鋼筋的銹蝕，這樣會(huì)造成混凝土預(yù)應(yīng)力作用削減，嚴(yán)重者，會(huì)導(dǎo)致孔道內(nèi)淤積大量空洞，導(dǎo)致施工停滯，造成巨大的損失。解決預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)孔道壓漿不實(shí)，必須加強(qiáng)灌漿強(qiáng)度，避免造成空洞，同時(shí)必須檢測(cè)孔道填充程度，確保填充飽滿。
2、橋梁工程常見病害檢測(cè)技術(shù)
隨著時(shí)間的作用，橋梁老化越來(lái)越嚴(yán)重，在橋梁使用年限基礎(chǔ)上，必須針對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)重新鑒定，有活著橋梁遭遇自然環(huán)境（颶風(fēng)、暴雨、地震等）的破壞，需要對(duì)橋梁進(jìn)行指標(biāo)檢測(cè)。針對(duì)科技的日新月異，筆者主要探討當(dāng)前橋梁基礎(chǔ)檢測(cè)以及動(dòng)靜載試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)手段。
2.1靜載檢測(cè)技術(shù)
靜載試驗(yàn)檢測(cè)橋梁的項(xiàng)目通常包括撓度（結(jié)構(gòu)）、沉降（支座以及橋臺(tái)）、拉壓程度（結(jié)構(gòu)）、裂縫（橋面）等各項(xiàng)指標(biāo)。測(cè)試中應(yīng)獲取的主要數(shù)據(jù)與測(cè)試方法：1）根據(jù)測(cè)試目的確定要獲得數(shù)據(jù)。明確目的有利于我們?cè)诠ぷ髦邪盐罩攸c(diǎn)，也決定了我們需要取得哪些試驗(yàn)數(shù)據(jù)，同時(shí)保證關(guān)鍵測(cè)試部位數(shù)據(jù)的可靠度。試驗(yàn)中使用頻率較高的儀器有應(yīng)變儀、撓度計(jì)、水準(zhǔn)儀、全站儀、百分表等。靜載檢測(cè)時(shí)，一般檢測(cè)位移、應(yīng)變和裂縫檢測(cè)三大類。位移測(cè)量可用機(jī)械儀器測(cè)量或電測(cè)法進(jìn)行檢測(cè)。應(yīng)變測(cè)量通常采用應(yīng)變片、電阻應(yīng)變儀、振弦式應(yīng)變計(jì)、鋼筋應(yīng)力計(jì)等進(jìn)行檢測(cè)。裂縫測(cè)量通常依靠目力輔以刻度放大鏡，對(duì)于較大裂縫在要求不高的情況下也可用塞尺測(cè)量。在靜載作用下，橋梁會(huì)產(chǎn)生或大或小的變形。
通常橋梁的變形分為整體變形和局部變形。所謂整體變形，指的是橋梁整體工況的形變；所謂局部變形，即梁的結(jié)構(gòu)荷載處發(fā)生的形變。按照靜載檢測(cè)規(guī)范，必須按照先整體后局部的方式，即優(yōu)先考慮橋梁的整體變形。在靜載試驗(yàn)檢測(cè)時(shí)，主體檢測(cè)的是橋梁上面結(jié)構(gòu)的承載能力，在一定面積作用下測(cè)量其截面應(yīng)力以及變形情況。在經(jīng)過(guò)常年使用的老式橋梁檢測(cè)時(shí)，靜載試驗(yàn)主要檢測(cè)的指標(biāo)是裂縫、彎度、應(yīng)變程度以及抗壓拉程度。
2.2動(dòng)載檢測(cè)技術(shù)
橋梁動(dòng)載檢測(cè)技術(shù)是為了滿足橋梁工程使用性能的需要，應(yīng)用計(jì)算機(jī)模擬探析和實(shí)際檢測(cè)相互融合的科學(xué)方法，動(dòng)載試驗(yàn)是動(dòng)力測(cè)定評(píng)價(jià)方法的基本測(cè)試項(xiàng)日，是應(yīng)用理論分析與試驗(yàn)測(cè)試相結(jié)合的科學(xué)方法解決橋梁振動(dòng)問(wèn)題的必要手段。橋梁工程動(dòng)載檢測(cè)的內(nèi)容包括：橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)載性能以及結(jié)構(gòu)動(dòng)載響應(yīng)兩個(gè)方面，其檢測(cè)的對(duì)象表征的是結(jié)構(gòu)動(dòng)載效果最優(yōu)構(gòu)建應(yīng)力和變形的控制面。測(cè)試傳感器、信號(hào)放大器、光線示波器、磁帶記錄儀和數(shù)字信號(hào)處理機(jī)是動(dòng)載試驗(yàn)的測(cè)試的常見儀器。根據(jù)儀器的性能和使用傳感器的特性，可以選配不同的測(cè)試系統(tǒng)。具體上而言，動(dòng)載檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)流程基本為：橋梁振動(dòng)頻率、振形、阻尼比的測(cè)試——橋梁動(dòng)撓度、動(dòng)應(yīng)力、加速度、沖擊系數(shù)的測(cè)試。前者為動(dòng)力特性參數(shù)，后者為動(dòng)力響應(yīng)測(cè)試。實(shí)踐證明，對(duì)橋梁進(jìn)行動(dòng)載檢測(cè)，是基于橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性來(lái)研究的。因?yàn)?，橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性是結(jié)構(gòu)的固有性質(zhì)，它不隨荷載的強(qiáng)度以及其它壓力的大小改變而改變。動(dòng)載檢測(cè)檢測(cè)的是橋梁的模態(tài)參數(shù)，作為橋梁的基本理論參數(shù)，其反映的不僅僅是整個(gè)橋梁的可承受能力，更反映了橋梁承載狀況優(yōu)良與否。
