钢筋混凝土桥梁试验检测技术与发展分析

发表时间:2020/6/8   来源:《建筑实践》2020年2月第4期   作者: 李文华
[导读] 钢筋混凝土结构作为现代桥梁的主要构成部分,
        摘要:钢筋混凝土结构作为现代桥梁的主要构成部分,结构质量直接影响到桥梁整体质量,需要做好研究分析工作。通过分析钢筋混凝土试验检测的重要性,分析做好试验技术质量控制的措施。
        关键词:钢筋混凝土;试验检测;技术发展
       
        钢筋混凝土桥梁作为铁路桥梁结构的重要组成部分,桥梁结构的稳定性对于铁路的使用寿命和使用安全影响较大,为了保证钢筋混凝土桥梁结构的稳定性与安全性,铁路钢筋混凝土桥梁结构应用多种检测技术检测桥梁结构的质量,以减少铁路桥梁病害的发生。
        1.钢筋混凝土桥梁检测的内容
        1.1 检测的目的
        通过深入分析目前我国桥梁结构形式,了解其内部存在的病害问题以及形成原因,及时采取应对措施,以提升桥梁的安全性。根据桥梁的质量检测数据,详细掌握各个结构部分的技术条件,了解其安全性能,从而可以更好地促进桥梁安全性和质量的提升。此外,还应该加大力度对各项数据整理与分析,为今后的桥梁应用、维护与保养提供有利的支持。
        1.2 检测的内容
        在桥梁质量检测的过程中,应该充分考虑桥梁的结构特性,按照技术要求确定检测内容。首先,应该在桥面位置上检测其平顺度、铺装质量等方面,同时了解混凝土结构裂缝、排水系统的使用情况等,判断桥梁能否满足正常使用需要。对于桥梁上部结构而言,质量检测内容主要包括支撑桥面梁板和铰接缝,而对于下部结构而言,主要包括:钢筋墩、台帽、支座等结构。
        2.钢筋混凝土桥梁试验检测技术
        2.1 钢筋检测技术
        钢筋混凝土桥梁结构中,钢筋材料的质量直接影响着桥梁结构的质量。钢筋试验检测主要指检测钢筋的质量,包括检测钢筋腐蚀情况、生锈情况、抗拉型、韧性等。应用观察法直接检测钢筋的生锈情况,应用半电池电位测量法检测钢筋的腐蚀情况,或应用电阻探测仪检测电阻变化情况,分析钢筋腐蚀情况。应用环境间接检测法检测钢筋混凝土保护层的厚度。如四电极法测量混凝土电阻,保护层测定仪测定混凝土厚度,最后综合分析钢筋腐蚀情况。
        2.2 混凝土检测技术
        混凝土是构成钢筋混凝土桥梁结构的主要材料,混凝土结构的质量对于桥梁结构的稳定性和使用寿命有直接的影响。钢筋混凝土桥梁结构的80% 病害来自于混凝土结构。混凝土结构的主要病害表现为混凝土抗拉性、韧性、强度、碳化程度等不达标。混凝土结构试验检测需要采用钻芯取样法进行混凝土的质量检验。混凝土检验用酚酞试剂检测法或超声波检测法。钻芯取样法检测结果准确,但对于桥梁结构而言,更适合应用超声波检测法,对于桥梁结构的损坏程度较小。
        2.3 静载试验检测技术
        公路钢筋混凝土桥梁结构整体性能对于桥梁的使用寿命影响较大,一般整体性能越好,桥梁整体的受力均匀、稳定性越好,使用寿命越长,整体性能越差,桥梁各钢筋混凝土结构受力差异性越明显,桥梁稳定性受到影响,使用寿命自然受影响。静载试验检测就是为了测试钢筋混凝土桥梁整体性能及受力情况。静载试验需要应变仪或百分表检测桥梁构建的属性参数,再将检测参数转化为长度变化,即可了解桥梁结构的整体性能及荷载变化。
        2.4 动载试验检测技术
        动载试验主要是利用传感器、示波器、记录仪等设备来完成的信息采集的,用于检测桥梁结构的动力特征和动载响应,检测部位为控制截面,此截面能对动力效应大的构件进行控制。首先应用传感器、示波器、记录仪等手机试验数据,再应用数字处理技术处理收集的信息。动载检测常用脉动法、共振法和自然法,其中最能体现钢筋混凝土桥梁结构动载性能的参数为冲击洗漱、振型、阻尼比和固有频率,这些参数能表明钢筋混凝土桥梁结构的材料特性和结构特性。如桥梁刚度、钢筋及混凝土抗拉性能等。
        2.5 裂痕和损伤的检测技术
        裂痕和损伤是钢筋混凝土桥梁运营过程中难以避免的问题,因此公路钢筋混凝土桥梁必须加强裂痕和损伤检测技术,做好质量防范。裂痕和损伤技术应用射线检测技术对桥梁结构进行探伤检测。不同材料由于属性不同,探伤检测的成像结果存在差异性。射线探伤检测的原理就是不同材料红外线辐射的差异特性实现的,红外线辐射后有裂缝和损伤部位的钢筋混凝土桥梁结构转化的热图像缺陷明显,从而有助于快速的找到桥梁结构质量存在问题的部位,并对缺陷部位进行修复。值得注意的是,射线检测技术具有一定的探伤性,实施探伤检测的技术人员需要做好保护措施,防止检测过程中发生探伤事故。
        3.案例分析
        某桥梁工程,其设计宽度为 18m,上部为 10 片径跨14m的空心板梁,单片板梁高为70cm,宽为155cm。在桥梁的上部位置上铺筑混凝土,根据需要在两侧布置护栏结构。桥梁的下部结构则主要是混凝土轻型桥台结构,河床则主要应用混凝土材料砌筑。桥梁于2015年建成通车,按要求对桥梁相关结构进行质量检测。
        3.1 对桥梁构件进行编号
        按照桥梁上的车辆行驶方向,自左向右对桥梁的各个组成结构部分编号,为后续的试验奠定基础条件。
        3.2 桥面外观检测
        经对外观检测发现,桥面铺设了一层厚度为15cm的混凝土,整体结构的外观良好,路面不存在较为严重的病害现象。该桥梁工程中设置了伸缩缝,且该部分并不存在任何结构损坏问题。经过检测之后可以确定,桥梁中的各个结构部件,比如护栏、排水结构等都没有任何损坏现象。
        3.3 桥梁上部结构检测
        该桥梁项目的车行道板的实际情况为:4号梁板底面存在部分的麻面问题,且有网裂现象;5号梁板底面的3m区间内,存在横向裂缝,其宽度尺寸处于0.05~0.17mm之间;6号梁板底面存在横向裂缝,长度为3m左右,宽度在0.05~0.19mm之间;7号梁板底面中间的2.4m位置上存在网裂现象,宽度在0.03~0.18mm之间;其他位置上并不存在任何的病害。铰缝区域并不存在任何损坏现象。
        3.4 混凝土强度检测
        在该工程中,通过采用超声回弹综合监测方式,确定各个结构部分的混凝土强度参数,每个结构部件都设置10个测区,具体的强度检测数据详见图1和图2。


表2 梁板超声回弹混凝土强度测值
        3.5梁板钢筋分布及保护层厚度检测
        在使用钢筋扫描仪测量梁板钢筋的布置与保护层厚度时,工程技术人员需要应用凿空检测的方式获取相应的数据。按照当前我国国家标准以及行业规范的要求,对该桥梁进行综合性的结构性能检测,确定该桥梁中的技术条件为B级。对于该桥梁中存在的裂缝等病害问题,如果养护管理单位不能结合实际情况,及时进行必要的养护与管理,则会导致使用寿命大大缩短。对桥梁损坏较为严重的区域,要立即采取必要的措施进行修补处理,同时还应该对该桥梁结构部分的承载力进行检测,结合桥梁的性能以及使用的状况来做好交通的管制,避免对桥梁产生进一步的损坏。
        结语
        综上所述,现阶段我国在桥梁检测领域当中,依旧存在着一定的不足之处。但是自改革开放以来,我国经济快速发展,科学技术也随之不断进步,正是在这样的时代背景之下,我国桥梁检测技术也逐渐变得越来越成熟和完善。因此,只有将更多的精力投入到技术创新上,才能够更好的促进该项技术的发展,这样才能够更好地完成桥梁的维护工作。
       
参考文献
[1]漆荣剑.钢筋混凝土桥梁试验检测技术的应用[J].交通世界,2019(10):78-79.
[2]李正亮,吴连花.钢筋混凝土桥梁试验检测技术及应用探究[J].黑龙江交通科技,2018,41(12):168+170.
[3]黄小文,蒋玢萍.钢筋混凝土桥梁试验检测技术的应用分析[J].交通世界,2017(32):121-122.
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