浅谈城市桥梁的无损检测和荷载试验.doc

1、1浅谈城市桥梁的无损检测和荷载试验摘要：城市桥梁经过多年运营后，由于各种原因会产生很多病害，为了保证现有城市桥梁的安全运营和尽可能延长其安全使用寿命，应实时了解桥梁的病害情况并及对其工作状态进行评估。 关键词：桥梁；检测 中图分类号：K928 文献标识码： A 文章编号： 城市桥梁运营多年后，会受到各种各样的伤害，如车辆碰撞引起结构和构件的破坏，超载运营造成结构承载力降低，锈蚀和自然老化等，因此对桥梁进行定期检测和评估，是保证桥梁的正常运营和使用安全。 1 无损检测 1.1 桥梁外观线型检测 桥梁外观检测主要以目测为主，桥梁的线型检测主要通过全站仪、水准仪配合直尺等工具。由于城市旧桥一般建设时

2、间较早，投入使用后基本未建立跟踪监测，从而缺乏高程基准点和坐标控制点，有些老桥的竣工资料都难以查找，因此可以通过对桥梁桥面的线形进行测量以获得桥梁的变形资料，对于结构的受力分析有一定参考。 对混凝土结构存在的缺陷进行检查记录，表层缺陷主要有：蜂窝、麻面、露筋、孔洞、层隙、表面腐蚀、掉角、模板走样、接缝不平、构件变形、内部空洞、钢筋型号、数量、位置，焊接质量、钢筋锈蚀等。对桥梁各构件的尺寸进行详细的检查、复核，详细记录桥梁各部轴线、2尺寸、标高，并对外观存在的缺陷进行检查，做好记录。 测量时测点布置应尽量选择原结构上较为稳定的部位，不会受到行车影响或后期运营影响处，测得的数据主要反映由于结构后期

3、运营时受到活载及混凝土收缩徐变、结构受到损伤时所引起的变形、下挠或反拱等病害。桥梁线形测点应布置在桥面两侧，纵向至少在墩顶、L/2 等处布置，两侧测点应对应。测量精度至少应达到三等水准测量要求，无法采用闭合测量的小桥可以采用对同样的点位置镜两次进行观测，根据两次数据检查是否符合精度要求，符合要求后取平均值作为测量结果。 1.2 混凝土强度及碳化深度检测 混凝土强度检查主要采用超声回弹综合法进行检测，在桥梁梁体、盖梁、立柱、桥台、拱肋、基础等结构上布设测区，测定声时值和回弹值，并用碳化深度测量仪测量混凝土的碳化深度，评估混凝土的强度。 混凝土碳化使钢筋表面去钝化是导致钢筋锈蚀的原因之一，因此碳化

4、深度是大气环境下对混凝土结构锈裂损伤评估的重要参数，也是回弹法检测混凝土强度时必不可少的参数。混凝土中的氢氧化钙遇水后，会解离为钙离子及氢氧离子，所以混凝土的 pH 值一般为 1214，在此酸碱度下表面会形成一层具有保护性钝化膜。然而空气中的酸性物质（如二氧化碳，二氧化硫等）会降低混凝土的碱度，其原先 pH 值会降低到 79左右，这就是混凝土的碳化。在混凝土喷洒指示剂，通过观察指示剂颜色的变化来测试混凝土的 pH 值，进而判断混凝土的碳化深度。 碳化深度采用 2%酚酞酒精溶液喷洒在混凝土的新鲜断口处，PH10时显示紫红色，说明未碳化；PH10 时保持无色，说明已碳化；利用碳3化测深仪测试碳化深

5、度。每一测试面上选择 2-3 点测其碳化深度，求其平均碳化深度。 1.3 钢筋直径、间距及保护层检测 钢筋直径、间距及保护层检测采用电磁感应探测原理。 采用 Hilti 钢筋探测仪，PS200 直接探测梁体内钢筋的布置及钢筋保护层的厚度，能够准确给测出钢筋保护层的厚度，可以估算钢筋的直径。相同结构检测所取得的数据应基本一致（主要是钢筋根数、间距和直径） ，如果相差较大应增加测区数量，同时结构检算时可以按照最不利检测结构进行计算。同时检测时可以安排两个以上检测人员对同一测区进行平行检测，以比照数据的准确性。 1.4 钢筋锈蚀检测 钢筋锈蚀检测的原则主要根据钢筋探测时保护层偏小处有可能存在锈蚀的迹

6、象，或者混凝土表面能够明显看出钢筋的锈迹时，主要在结构受力最为不利处，以便于计算时对受力钢筋进行折减。钢筋锈蚀状况采用电化学测定法。进行测点的布置及频率对于同一结构（处于同一自然状态）至少应检测 3 个测区以上。 1.5 裂缝检测 检测前进行目测，对重点受力部位进行重点检查，并将查到的裂缝作好标示，对大于 0.15mm 的裂缝进行深度测量，宽度使用裂缝测宽仪和读数显微镜，深度用非金属声波检测仪测量。对受力构件或重要的结构部位如果发现有大于 0.3mm 的受力裂缝进行裂缝发展检测。 对以上检测发现的每条裂缝进行详细检测，并书面记录裂缝起点、4终点、走向以及不同位置处的深度。 1.6 支座伸缩缝检

7、测 支座一方面承受了桥梁的全部荷载，另一方面又安全高效地将受力全部传递至下部墩台，在运营过程中不停地承受着车辆等荷载的冲击，保证上部结构的受力形式。伸缩缝对于梁体的自由伸缩及行车的平顺起着重要作用，因此二者对桥梁的正常运营起着至关重要作用。 检查主要运用目测法和放大镜法，对支座功能是否完好，组件是否完整、清洁，有无断裂、错位、脱空进行检查。对油毛毡支座检查是否老化、破裂或失效，对橡胶支座检查有无裂缝、外鼓、变硬、老化、钢板锈蚀等现象。对伸缩缝的检查除了表面的检查，还要深入缝内检查是否有异物落入，是否影响梁体的自由行程，是否有错台、部件松动损坏。2 荷载试验 桥梁荷载试验的主要目的是为桥梁状况评

8、定提供直接、客观的依据，而桥梁状态评定最主要工作是评定桥梁承载能力。由于荷载试验费用大，对交通影响大，一般而言，需对桥梁详细检测后判断是否需要进行荷载试验。 2.1 静载试验 桥梁静力荷载试验，主要是通过测量桥梁结构在静力试验荷载作用下的变形和内力，用以确定桥梁结构的实际工作状态与设计期望值是否相符。它是检验桥梁结构实际工作性能，如结构的强度、刚度等的最直接和最有效的手段和方法。 5在静载试验前根据设计图纸及竣工资料，运用结构专用计算软件对桥梁结构模型，计算出建筑物各控制截面的内力影响线，进行静力加载计算，并确定荷载试验时的加载轮位。将静力计算结果与荷载试验结果进行比较，以判定结构现有的受力性

9、能和运营安全度。 2.2 动载试验 动力荷载试验的目的在于研究桥梁结构的动力性能,该性能是判断桥梁营运状况和承载能力的重要指标之一。动载试验主要为脉动试验和强迫试验。脉动试验通过在桥面无任何交通荷载以及桥址附近无规则振源的情况下，通过高灵敏度动力测系统测定桥址处风荷载、地脉动、水流等随机荷载激振而引起桥跨结构的微小振动响应，测得结构的自振频率和阻尼比等动力特性。 强迫振动主要利用试验载重汽车对桥梁施以动力荷载，测量桥梁关键位置的振幅、动应变，并对测得的桥梁动力响应值进行分析，获得桥梁的动力响应特性。强迫振动试验分为跑车试验、跳车试验、刹车试验三种工况。 3 评估总结 分析总结阶段是对原始测试资

10、料进行综合分析的过程。原始资料包括大量的观测数据、文字记载和图片等材料，受各种因素的影响，一般显得缺乏条理性与规律性，未必能深刻揭示试验结构的内在行为规律。因此，应对它们进行科学地分析处理，运用专门的分析仪器和分析软件进行分析处理，或按照有关规程的方法进行计算或判断。评估主要从桥梁结构的强度与稳定性、结构刚度、裂缝、地基与基础四方面进行，综6合验算、分析、评估桥梁的承载力及其使用条件。 4 结束语 对旧桥进行定期检测是桥梁养护的主要依据，是保证桥梁安全运营，更好的服务于社会的大事。通过检测可以确定桥梁实际承载能力并为桥梁建立健康档案，为主管部门制定养护、改建、限载、加固、维修等措施提供技术资料。通过加固维修桥梁，可以延长桥梁的使用寿命，用少量的资金投入，使桥梁满足交通量的需求。