橋梁安全檢測技術(shù)

/摘要隨著我國橋梁建設(shè)的不斷發(fā)展和已建橋梁的不斷增加，很多橋梁由于各種因素的影響出現(xiàn)了各種病害和缺陷，因此，橋梁檢測變得越來越重要。依據(jù)檢測結(jié)果對橋梁進行經(jīng)濟有效的加固是對橋梁平安運營的重要保障，為此，本文開展以下探討：對國內(nèi)外的橋梁檢測技術(shù)的發(fā)呈現(xiàn)狀進行了闡述，突出了橋梁檢測技術(shù)以及加固技術(shù)的重要性。關(guān)鍵詞：橋梁；檢測技術(shù)；發(fā)呈現(xiàn)狀；引言大型橋梁結(jié)構(gòu)是交通運輸系統(tǒng)中的樞紐工程，其建成投入運用后，可以大大改善中心城市和主干道的交通狀況，在國民經(jīng)濟中起著特別重要的作用。隨著橋梁結(jié)構(gòu)分析理論、建筑材料和施工技術(shù)的快速發(fā)展，橋梁的跨度越來越大。大跨度橋梁結(jié)構(gòu)越來越溫順，這不僅要求有更為精確嚴(yán)密的橋梁設(shè)計理論和更為先進的橋梁施工技術(shù)的支持，同時對橋梁建成后的平安維檢測、維護也提出了更高的要求。橋梁在長期的運用過程中難免會發(fā)生各種結(jié)構(gòu)損傷，損傷的緣由可能是運用維護不當(dāng)、車禍?zhǔn)鹿实日J(rèn)為因素，也可能是地震、臺風(fēng)和環(huán)境侵蝕等自然因素。隨著橋梁服役時間的增長、環(huán)境等自然因素的長期作用和交通量及重車數(shù)量的不斷增加，橋梁結(jié)構(gòu)平安性和運用功能也必定發(fā)生退化。我國橋梁平安檢測系統(tǒng)的探討和應(yīng)用始于20世紀(jì)90年頭，依托我國大規(guī)?；A(chǔ)建設(shè)的背景，橋梁平安檢測系統(tǒng)在我國得到了確定的應(yīng)用。新建的大型橋梁結(jié)構(gòu)總結(jié)以往的閱歷和成果，也在工程建設(shè)的同時增設(shè)長期的平安檢測系統(tǒng)。這對保證大跨度橋梁的結(jié)構(gòu)平安、剛好駕馭結(jié)構(gòu)運營狀況、發(fā)覺橋梁早期的病害及查明不行接受的響應(yīng)緣由、實施經(jīng)濟合理的修理支配、實現(xiàn)平安經(jīng)濟的運營具有重要意義和好用價值。緒論1.1背景

橋梁在整個交通運輸中發(fā)揮著紐帶作用，他不僅是交通運輸業(yè)的重要組成部分，更是交通運輸業(yè)的咽喉。橋梁，作為人造結(jié)構(gòu)物，客觀上也存在其“生、老、病、死”的生命過程。橋梁由于其自身和外界的緣由，其結(jié)構(gòu)的牢靠度和平安性會慢慢降低，使得橋梁的承載實力不足，不能正常運用，甚至出現(xiàn)橋毀人亡。要想保證橋梁結(jié)構(gòu)的平安性，使其在運用過程中發(fā)揮最大的經(jīng)濟效益，就須要對橋梁結(jié)構(gòu)進行科學(xué)的檢測和合理的評估，對橋梁進行剛好的修理和加固。因此，橋梁養(yǎng)護管理技術(shù)長期以來都是國際橋梁界關(guān)注的熱點問題。1.2橋梁技術(shù)發(fā)展問題

隨著改革開放，我國的公路橋梁建設(shè)也在不斷發(fā)展，隨著道路橋梁技術(shù)等級不斷地提高，我國建成了不同結(jié)構(gòu)形式的拱橋、斜拉橋、懸索橋及連續(xù)剛構(gòu)橋等等，不斷實現(xiàn)橋梁建設(shè)史上的突破。這些技術(shù)困難，科技含量高，施工難度大的大型工程，不僅為我國橋梁建設(shè)事業(yè)積累了豐富的工程閱歷，同時也是我國進入世界橋梁技術(shù)先進行列的標(biāo)記。隨著大量新橋建立工程的開展，同時也必需高度重視已建橋梁工程的質(zhì)量維護，而最為干脆有效的方法是對其實施質(zhì)量檢測和加固。20世紀(jì)后期，隨著我國交通事業(yè)的不斷發(fā)展，橋梁建設(shè)己成為不行缺少的部分，至今我國公路橋梁已建總數(shù)達(dá)60余萬座。而大部分橋梁在其建成運用20或30年后，其耐久性、平安性、承載實力都會出現(xiàn)確定程度的降低，那么如何限制橋梁結(jié)構(gòu)的平安性和耐久性，使其承載實力滿足實際運用的須要，成為我國橋梁檢測和加固的重要任務(wù)。同時，這些任務(wù)也日趨艱難，隨著我國交通運輸業(yè)的不斷發(fā)展，橋梁運用的時間不斷增加，對橋梁結(jié)構(gòu)的平安性檢測、評估、修理和加固等提出了更加嚴(yán)格的要求。1.3國內(nèi)外發(fā)呈現(xiàn)狀

在國外，經(jīng)濟發(fā)展較早的發(fā)達(dá)國家，其城市建設(shè)和道路交通的建設(shè)高峰均己過去，逐步進入平緩時期，隨著多數(shù)橋梁的運用性能進入了中晚期，用于維護和加固的費用起先逐年增加，據(jù)報道稱，1984年時，美國一半以上的鋼筋混凝土橋都出現(xiàn)了鋼筋的腐蝕破壞現(xiàn)象，其中將近一半承載力衰退，必需進行修復(fù)和加固處理。同年花費了54億美元的修復(fù)費，占到總投資的一半以上。二十世紀(jì)，美國已建的60萬座橋梁有13萬座橋梁存在缺陷現(xiàn)象這預(yù)示著如不立即進行修善，就必需停止運用。目前，美國每年用于橋梁方面的投資，僅有特別之一用于新建橋梁，而特別之九則用在了舊橋的更新修理上。經(jīng)濟發(fā)達(dá)國家都特別重視橋梁健康的檢測，并對橋梁結(jié)構(gòu)的檢測和加固進行了深化的探討。美國在二十世紀(jì)后期時，便嘗試在要檢測橋梁上安裝多種檢測儀器。英國、日本在當(dāng)時也都進行過這方面的探討。除了美國其他一些發(fā)達(dá)國家也做了大量的橋梁檢測試驗，例如挪威、丹麥、日本和墨西哥等國家都對橋梁結(jié)構(gòu)的位移、應(yīng)力、應(yīng)變、速度和加速度等進行了檢測，了解并駕馭各種因素對橋梁結(jié)構(gòu)的影響程度及規(guī)律。我國也在橋梁檢測和加固方面做了大量的試驗，例如南京長江大橋、武漢長江大橋、虎門大橋等都進行了位移、應(yīng)力、應(yīng)變、速度和加速度的檢測，從而剛好駕馭了這些橋梁結(jié)構(gòu)的平安狀況，能實現(xiàn)橋梁平安運營、延長運用壽命的保障，同時能盡早發(fā)覺橋梁的問題所在，有效削減橋梁的修理費用，進而使橋梁的綜合運用效益得以提高。在詳細(xì)的工程實踐中，往往有很多橋梁施工人員忽視對橋梁的檢測，這對于保證交通的平平穩(wěn)定運行是很不負(fù)責(zé)任的。實行合理有效的措施對橋梁的結(jié)構(gòu)損傷進行檢測，可以剛好發(fā)覺橋梁結(jié)構(gòu)是否損壞，從而得以確保交通樞紐的正常運行。其次章橋梁結(jié)構(gòu)平安檢測技術(shù)概述2.1橋梁平安檢測的意義在各種重大工程結(jié)構(gòu)中，橋梁結(jié)構(gòu)具有數(shù)量眾多、投資巨大和意義重大等特點，因此橋梁結(jié)構(gòu)的平安檢測得到了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。對于橋梁結(jié)構(gòu)而言，隨著橋齡的增長、氣候和環(huán)境等自然的作用以及日益增加的交通量及重車過橋數(shù)量的不斷增加，導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)或構(gòu)件發(fā)生不同的自然積累損傷和意外損傷，從而使得橋梁結(jié)構(gòu)的平安性和耐久性發(fā)生退化。在美國，至少每兩年要對約57.5萬座橋梁進行檢測，依據(jù)FHA（FederalHighwayAdministration）的統(tǒng)計結(jié)果，約40%的橋梁功能陳舊或存在結(jié)構(gòu)缺陷，修復(fù)這些結(jié)構(gòu)缺陷須要投資約700億美元；在哥倫比亞，由于疏于養(yǎng)護加之惡劣的氣候條件，2000多座跨度超過20m的公路橋梁，其中約有60%的橋梁存在中等程度及以上的損傷；英國運輸部曾在1990年抽樣調(diào)查過2000座混凝土公路橋，調(diào)查結(jié)果表明約30%的橋梁運營條件不良；在印度，大約20%的公路橋梁須要更換，另有10%的橋梁有損傷的跡象；同樣我國的橋梁平安狀況也不容樂觀。通過對現(xiàn)役橋梁的實際承載實力的檢測評定，為現(xiàn)役橋梁運用平安性、牢靠性及修理加固供應(yīng)必要的依據(jù)和積累必要的技術(shù)資料，建立橋梁數(shù)據(jù)庫檢驗橋梁結(jié)構(gòu)的質(zhì)量；確定工程的牢靠度，推動和發(fā)呈現(xiàn)役橋梁評定及新結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算理論。橋梁檢測評定的目的意義如下：1）橋梁由于運營運用多年，主要部位出現(xiàn)缺陷，如裂縫、錯位、沉降等，通過檢測確定橋梁各部位損壞的程度及實際承載實力。2）原來按舊標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的荷載等級設(shè)計的橋梁，現(xiàn)在由于交通量的不斷增加，車輛荷載的不斷增加，對橋梁通過實力和承載實力的要求也愈來愈高。通過檢測評價，可確定原有橋梁的荷載等級，從而確定是否須要通過加固來提高其荷載等級。3）隨著我國現(xiàn)代化工業(yè)建設(shè)的發(fā)展，特大型工業(yè)設(shè)備、集裝箱運輸慢慢頻繁，超重車輛過橋的狀況時有發(fā)生，通過檢測評價，可確定超重車輛是否平安通過，并為臨時加固供應(yīng)技術(shù)資料。4）現(xiàn)役橋梁資料不全，需通過檢查，重新建立和積累技術(shù)資料，為加強科學(xué)管理和提高橋梁技術(shù)水平供應(yīng)必要條件。5）系統(tǒng)地收集橋梁技術(shù)的數(shù)據(jù)，建立橋梁數(shù)據(jù)庫，應(yīng)用計算機管理系統(tǒng)更好地維護好橋梁，指導(dǎo)橋梁養(yǎng)護，加固和修理工作。6）對于一些重要的大橋或特大橋梁，在建立之后，通過檢查評價，可評定其設(shè)計和施工質(zhì)量，確定工程的牢靠度。7）對接受新型結(jié)構(gòu)的橋梁，通過檢測評價，可驗證理論的實踐性和牢靠性，并能進一步發(fā)覺問題，總結(jié)閱歷，以便對結(jié)構(gòu)設(shè)計理論及結(jié)構(gòu)形式加以改進，使其更臻完善。8）對經(jīng)過修理加固的橋梁進行竣工檢查，通過檢查可檢驗修理加固的質(zhì)量并驗證加固方法的合理性和牢靠性。9）了解橋梁實際受力狀態(tài)，推斷結(jié)構(gòu)的平安承載實力和運用條件評價，為進行橋梁的修復(fù)加固供應(yīng)牢靠依據(jù)。第三章橋梁平安檢測的主要內(nèi)容3.1橋梁檢查種類及頻率1）經(jīng)常性檢查經(jīng)常性檢查以干脆目測為主，協(xié)作簡潔工具測量，一般可和橋梁的小修保養(yǎng)工作結(jié)合進行，每月至少進行一次。2）定期檢查以目測結(jié)合儀器檢查為主，對橋梁各部分進行詳細(xì)檢查，一般支配在有利于檢查的氣候條件下進行。定期檢查的時間依據(jù)橋梁的不同狀況規(guī)定如下：新建橋梁竣工接養(yǎng)一年后。一般橋梁檢查周期為3年，也可視橋梁詳細(xì)技術(shù)狀況沒1~5年檢查一次，非永久性橋梁每年檢查一次。橋梁技術(shù)狀況在三類以上的，應(yīng)支配定期檢查。3）特別檢查特別檢查是指接受儀器設(shè)備等特別手段和科學(xué)分析橋梁病害的精確緣由和程度，確定橋梁的技術(shù)狀態(tài)，從而實行相應(yīng)的加固、改造。一般在下列四種狀況下接受特別檢查：（1）在地震、洪水、滑坡、泥石流、超重車輛行駛、行船或重大漂流物撞擊之后。（2）在確定對單一的橋梁進行改造、加固之前。（3）在定期檢查難以判明損壞緣由、程度及整座橋的技術(shù)狀況時。3.2橋梁檢測項目（檢測內(nèi)容）1）經(jīng)常性檢查項目經(jīng)常性檢查項目見表3-1。表3-1橋梁經(jīng)常性檢查項目序號檢查項目1橋面是否平整，有無損壞2橋面泄水管是否損壞、堵塞3橋面是否清潔，有無雜物積累、雜草生長擴散3欄桿、引導(dǎo)、護欄是否斷裂、撞壞、銹蝕5伸縮縫是否堵塞、損壞、失效6錐坡、翼墻有無開裂、坍裂、沉陷7交通信號標(biāo)記、照明設(shè)施是否完好2）定期檢查的項目（1）橋面鋪裝是否有坑槽、開裂、車轍、松散、不平、橋頭跳車現(xiàn)象等。（2）人行道、護欄人行道有無開裂、斷裂、缺損；護欄是否松動、撞壞、銹蝕和變形等。（3）伸縮縫是否破損、結(jié)構(gòu)脫落、淤塞、填料凹凸、跳車、漏水等。（4）排水設(shè)施橋面橫坡、縱坡是否順適，有無積水；泄水管有無損壞、脫落；防水層是否工作正常，有無滲水現(xiàn)象等。（5）梁式橋上部結(jié)構(gòu)主梁支點、跨中、變截面處有無開裂，最大裂縫值；梁體表面有無空洞、蜂窩、麻面、剝落、露筋；有無局部滲水現(xiàn)象；隔板是否開裂、焊縫是否斷裂；鋼筋結(jié)構(gòu)的銹蝕、變形等。（6）圬工橋上部結(jié)構(gòu)主拱圈是否開裂、滲水、砂漿松動、脫落變形；拱腳是否開裂；拱腹是否變形、錯位；立墻、立柱有無開裂、脫落等。（7）雙曲拱橋上部結(jié)構(gòu)拱腳有無壓裂；拱肋1/4處、3/4處、頂部是否脫落、松散；拱腳和拱波結(jié)合處是否開裂；波間砂漿是否脫落、松散；橫隔是否開裂、破損等。（8）支座位移是否正常；橡膠支座是否老化、變形；鋼板滑動支座是否銹蝕、干澀；各種支座固定端是否松動、剪斷、開裂等。（9）橋臺是否開裂、破損，臺背填土是否開裂、擠壓、受沖刷等狀況。（10）橋墩墩身是否開裂，局部外鼓，表面風(fēng)化、剝落、空洞、露筋；是否有變形、傾斜、沉降、沖刷、沖撞破壞等狀況。（11）翼墻是否開裂，有無前傾、變形等。（12）錐坡是否破損、沉陷、開裂、沖刷、滑移等。（13）照明橋上照明設(shè)施是否正常。（14）河床及調(diào)治構(gòu)造物河床是否變遷；有無漂流物堵塞河道；調(diào)治構(gòu)造物是否發(fā)揮正常作用，有無損壞、水毀等。3）需特別檢查的項目橋梁須要特別檢查的項目見表3-2。表3-2橋梁特別檢查的項目需特別檢查的項目檢查的項目洪水滑坡地震超重車輛行駛（改造前）撞擊在地震，洪水，滑坡，泥石流，超重車輛行駛，行船或重大浮漂物撞擊之后。在確定對單一的橋梁進行改造加固之前。上部欄桿損壞；橋體位移和損壞落梁，排水設(shè)施失敗因橋臺推出而壓區(qū)落梁，支座損壞，錯位梁，拱，橋面板裂縫，支座損壞，承載力測定被撞構(gòu)件及聯(lián)系部位破壞，支座破壞下部因沖刷而產(chǎn)生的沉陷和傾斜橋臺推出，胸墻破壞沉陷，傾斜位移，圬工破壞，抗震墩破壞墩臺裂縫沉陷墩臺位移需特別檢查的項目檢查的項目洪水滑坡地震超重車輛行駛（改造前）撞擊在定期檢查難以判明損壞緣由，程度及整座橋的技術(shù)狀況時。/1、、結(jié)構(gòu)驗算，水文驗算/2、靜載，動載驗算/3、用精密儀器對病害進行現(xiàn)場調(diào)查和試驗分析（1）混凝土裂縫外觀及顯微調(diào)查，混凝土碳化鑒定，氯化試驗，濕度調(diào)查，強度試驗，結(jié)構(gòu)分析。（2）鋼筋位置，銹蝕狀態(tài)調(diào)查。（3）橋面防水層狀況調(diào)查。（4）橋面鋪裝狀況調(diào)查。4）橋梁永久性限制檢查項目橋梁永久限制檢查項目見表3-3。表3-3橋梁永久限制檢查項目檢查項目檢查點檢查方法1撴、臺身、索塔錨碇的高程墩、臺身底部距地面或常水位、橋臺側(cè)墻尾部頂面上下游各1~2點水準(zhǔn)儀2撴、臺身、索塔的傾斜度墩、臺身底部距地面或常水位、橋臺側(cè)墻尾部頂面上下游各1~2點垂線法或測斜儀3橋面高程沿行車道兩邊，按每孔跨中、支點等不少于5個位置（10個點）水準(zhǔn)儀4拱橋橋臺、吊橋錨碇水平位移在拱座、錨碇的上、下兩側(cè)各1點經(jīng)緯儀注：（1）上下行分別式橋按兩座橋分別設(shè)點。（2）傾斜度測點應(yīng)用上下相距0.5~1.0m的兩點標(biāo)記檢測。（3）永久檢測點宜用統(tǒng)一規(guī)格的圓頭錨釘在鋁板上用鋼印編號，或靠地固定和被測部位上，確定使該測點堅實。（4）全部測點的位置和編號，以及檢測數(shù)據(jù)必需在橋梁總體圖和數(shù)據(jù)表中注明并歸檔，使其完整保存。第四章橋梁平安檢測的發(fā)展趨勢目前我國的橋梁建設(shè)技術(shù)已達(dá)到世界領(lǐng)先水平，橋梁建設(shè)事業(yè)得到了前所未有的發(fā)展，特大型橋梁投資巨大，隨著大型橋梁的不斷建成，如何做好橋梁的運營、養(yǎng)護，隨時了解橋梁結(jié)構(gòu)的健康狀況，剛好對橋梁的平安進行評價已成為管理者日益須要和迫切希望解決的課題，目前，我國的工程技術(shù)人員也賜予了高度重視，各大高校、科研院所紛紛起先著手結(jié)構(gòu)健康平安結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測方面的探討，目前在建的潤揚大橋、南京三橋、蘇通大橋等特大橋建設(shè)方在建設(shè)過程中就起先了結(jié)構(gòu)健康平安監(jiān)測的探討，通過方案征集、集思廣益，充分接受了當(dāng)前國內(nèi)探討力氣和國、內(nèi)外最先進的技術(shù)、設(shè)備，建立了各自的健康監(jiān)測系統(tǒng)。綜合國內(nèi)在建幾座特大型橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的特點，我國今后橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測發(fā)展的趨勢為:1）由單一的、有限范圍的主體結(jié)構(gòu)監(jiān)測向全橋全面、系統(tǒng)的監(jiān)測發(fā)展，最終形成統(tǒng)一的綜合管理系統(tǒng)。由于橋梁結(jié)構(gòu)體量較大，很難對橋梁各個部位進行全面的實施監(jiān)測，受投資、技術(shù)條件等限制，目前國內(nèi)大多針對主體工程通過力學(xué)分析，就關(guān)鍵部位進行監(jiān)測。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們將更希望和有實力對橋梁有一個全面詳細(xì)的了解，以便更好的為人們服務(wù)。同時，結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測也將成為日常養(yǎng)護管理系統(tǒng)的一個組成部分，形成一個統(tǒng)一的橋梁運營管理系統(tǒng)。目前，南京三橋已提出結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測和綜合管理系統(tǒng)結(jié)合的構(gòu)想，擬接受法國Advitam公司的Scanprint系統(tǒng)建立南京三橋綜合管理系統(tǒng)，并開發(fā)適合南京三橋的管理養(yǎng)護標(biāo)準(zhǔn)和手冊。2）由單一的數(shù)據(jù)采集、保存轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)后期處理和分析。健康評估系統(tǒng)日趨完善，評估成果可以成為運營管理者的決策依據(jù)。隨著現(xiàn)代分析手段發(fā)展和理論的成熟，橋梁結(jié)構(gòu)健康采集系統(tǒng)將不僅僅限于目前的數(shù)據(jù)采集，而是通過數(shù)據(jù)處理和健康相應(yīng)評估系統(tǒng)，供應(yīng)出一個牢靠的評估結(jié)果，為管理者決策。3）系統(tǒng)技術(shù)上將更加先進、牢靠。隨著科技的發(fā)展，各種設(shè)備的性能參數(shù)將進一步提高，數(shù)據(jù)采集的傳感器等、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、處理設(shè)備及綜合分析設(shè)備的精度、運用壽命和穩(wěn)定性將大大提高，數(shù)據(jù)容量和處理實力也將大大增加，各種最先進的設(shè)備可以快速被人們所接受，確保技術(shù)上的先進性。4）系統(tǒng)將具有更好的開放性，可以進行多形式的國際間的合作?？萍嫉倪M步要求綜合管理系統(tǒng)具備較好的開放性，隨著管理者須要可以進行數(shù)據(jù)更新、調(diào)整及功能調(diào)整，聯(lián)網(wǎng)或集成等系統(tǒng)升級或擴充。同時，國際間的合作將更加普遍，不同國家的技術(shù)人員將通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享實現(xiàn)專家會診或進行多種形式的學(xué)術(shù)溝通活動，實現(xiàn)高度共享的數(shù)字化橋梁。5）具備更好的操作界面和好用性，更能適合我國國情和詳細(xì)養(yǎng)護技術(shù)人員的實際操作。雖然目前我國很多大型橋梁均建立了確定規(guī)模的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)，甚至投資巨大，但事實上大多數(shù)仍處于探討階段，以基本數(shù)據(jù)采集為主，目前的系統(tǒng)維護大多依靠開發(fā)的專業(yè)人員維護，一般技術(shù)人員尚無法駕馭和正常運用，隨著各種軟硬件的開發(fā)，擁護界面將更加友好、簡潔易用，可以被一般技術(shù)人員廣泛接受，真正具備其好用價值。結(jié)論

本文通過對國內(nèi)外橋梁檢測和加固現(xiàn)狀進行分析探討，舉例說明白橋梁平安檢測技術(shù)的意義。并且對橋梁平安檢測技術(shù)進行了確定的闡述，在對比了歐美發(fā)達(dá)國家在橋梁平安檢測技術(shù)的探討后，深知我國在該領(lǐng)域的發(fā)展滯后。通過對橋梁平安檢測技術(shù)重要性的了解，我們必需牢記發(fā)展橋梁平安技術(shù)對于發(fā)展中國橋梁事業(yè)的重要性。