淺談橋梁的常見病害與檢測技術(shù)

鄺洋輝

摘要：隨著中國社會現(xiàn)代化經(jīng)濟的飛速發(fā)展，我國在橋梁工程的建設領(lǐng)域以一種令世界矚目的速度在飛速發(fā)展，橋梁在現(xiàn)代社會的地位也在不斷提高，無論是跨海、跨河橋梁還是高架橋、立交橋都與國民經(jīng)濟和人們的日常生活息息相關(guān)。然而，隨著人們和國家對于橋梁的依賴性越來越高，橋梁的使用頻率也在大幅增加，導致在役橋梁逐漸暴露出結(jié)構(gòu)病害問題。本文主要在總結(jié)目前工程經(jīng)驗的前提下，分析了橋梁病害的主要成因，并對橋梁的檢測技術(shù)進行了探討。

關(guān)鍵詞：橋梁；病害；檢測技術(shù)

前言

隨著中國社會現(xiàn)代化經(jīng)濟的飛速發(fā)展，我國在橋梁工程的建設領(lǐng)域以一種令世界矚目的速度在飛速發(fā)展，橋梁在現(xiàn)代社會的地位也在不斷提高，無論是跨海、跨河橋梁還是高架橋、立交橋都與國民經(jīng)濟和人們的日常生活息息相關(guān)。然而，隨著人們和國家對于橋梁的依賴性越來越高，橋梁的使用頻率也在大幅增加，導致在役橋梁逐漸暴露出結(jié)構(gòu)病害問題。如果放任橋梁的這些工程病害肆意發(fā)展，很可能會對社會公共財產(chǎn)和人民的生命財產(chǎn)安全產(chǎn)生無法挽回的危害和損失。因此，人們對于既有橋梁的病害和安全問題越來越重視，越來越多的工程技術(shù)人員也開始研究橋梁的檢測技術(shù)和加固技術(shù)。本文主要結(jié)合目前的研究情況，分析了混凝土橋梁的主要病害原因、橋梁的檢測方法以及既有橋梁的加固技術(shù)，希望對未來解決橋梁安全性和耐久性問題能提供一定的參考意義。

一、混凝土橋梁病害成因分析

目前的橋梁主要材料是混凝土，總結(jié)發(fā)生結(jié)構(gòu)病害的混凝土橋梁特點，將其病害原因可以大致劃分為以下2類：

第1類因素：這類因素的共同特點都是主要由外部原因所引起，這樣的外部因素可能有許多，例如氣溫、水分、雨水中的酸性成分、高溫等等?；炷敛牧系奶匦允钱斊渥鳛闃?gòu)筑物材料時，會在其四周和里面保留一定體積的細小孔洞，在這種情況下外部的空氣和水能夠通過這些固有的孔洞進入構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)里面，并通過氧化還原反應作用混凝土和鋼筋，從而影響這些建筑材料的力學特性，降低其力學強度和耐久度。通過時間的不斷積累，越來越多的混凝土和鋼筋發(fā)生上述變化，最終影響整個橋梁工程的承載性能和穩(wěn)定性。然而，如果采取合適的手段進行人為干預上述變化過程，能夠停止或者大幅減緩上述材料的化學反應速度，進而實現(xiàn)對于橋梁工程某些病害問題的防治。

第2類因素：這類是由于人為因素所造成對橋梁的不利影響。有些時候，人們?yōu)榱四承┙?jīng)濟利益等因素，無視橋梁的設計承受能力，肆意的超載、超負荷地使用橋梁，從而使得橋梁的結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞而大幅降低了使用年限；此外，橋梁設計不合理、或者施工質(zhì)量不過關(guān)也是造成橋梁病害的常見因素。與第1類因素不同的是，第2類因素往往會使得橋梁病害發(fā)展的較為迅速。往往會對結(jié)構(gòu)安全構(gòu)成極大的威脅。

二、既有橋梁的檢測方法

目前，總結(jié)國內(nèi)對于橋梁的檢測方法，大致可以分為以下3類：

1.常規(guī)檢測

常規(guī)檢測主要是對于所建成橋梁與設計圖紙的一致性進行核查，包括橋梁的幾何尺寸、每個受力桿件的截面大小、鋼筋數(shù)量及分布情況等內(nèi)容進行檢測，然后對于橋梁所用材料如鋼筋、混凝土、砂漿的力學參數(shù)進行測定，常見的力學參數(shù)包括抗拉強度、彈性模量、砂漿等級等。然后對橋梁的使用情況進行調(diào)查，并從橋梁管理人員處了解橋梁目前發(fā)現(xiàn)的病害跡象，并對相應的情況進行詳細調(diào)查，如橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)生的超出設計允許的變形、橋梁構(gòu)件的裂縫發(fā)育情況等等。

2.鑒定檢查

當通過常規(guī)檢測的手段了解到橋梁已經(jīng)發(fā)生的病害情況后，需要針對相應的病害做出針對性檢測，從而為橋梁病害的解決和加固工作提供依據(jù)，常見的專項檢測主要有以下幾種：

（1）混凝土強度檢測：工程上目前對于構(gòu)件的混凝土強度檢測比較傾向于采用無損的方式進行檢測。與破壞檢測的方式相比，無損檢測具有省時、經(jīng)濟、能夠最大限度的保留構(gòu)件的原始狀態(tài)等優(yōu)點，所以一直受到工程界的青睞。無損檢測法又分機械（敲擊法、回彈儀法、撞擊法、槍擊法等）和物理（共振法、超聲波探測儀法）及綜合法。當對單獨使用其中某一種方法所檢測的結(jié)果沒有把握時，可以考慮采用兩種或兩種以上的方法來綜合評定，進而提高檢測結(jié)構(gòu)的準確性。

（2）挖取試樣法：如果無損檢驗結(jié)果需要進行驗證，可通過鉆芯取樣的方法從構(gòu)件上取出混凝土，然后通過試驗機上加載試驗檢測混凝土的實際強度。采用鉆芯法檢測混凝土強度時，應該注意芯樣的選取。所鉆取的芯樣既能反映構(gòu)件的強度情況，又要能在能夠保證結(jié)構(gòu)的安全前提下進行鉆取，且鉆取芯樣時應盡量避開構(gòu)件內(nèi)的鋼筋。

3.承載力檢測技術(shù)

荷載試驗法是這類檢測項目中比較普遍采用的方法，通過現(xiàn)場荷載試驗及測試，模擬橋梁的運作工況從而獲取驗橋梁的實際承載力。荷載試驗法按照荷載性質(zhì)可以分為靜載試驗和動載試驗2類。靜載試驗的加載量一般為設計荷載的0.8～ 1.0倍，試驗前應先進行估算。如果原橋的病害較大，初步判定承載能力將降低，則加載量可先低一點，逐步加載；若需要進行超載試驗，可逐步提高加載量，但要謹慎，加強檢查，加載方法采用時間短的方式，通常是采用車輛進行加載。

三、結(jié)束語

隨著橋梁建設的不斷發(fā)展，橋梁結(jié)構(gòu)的形成與功能日趨復雜，工程的規(guī)模也越來越大，使得人們對現(xiàn)代橋梁的質(zhì)量和壽命也逐漸關(guān)心起來。然而，人們時常能夠從新聞或者是其他途徑了解到某些在役橋梁發(fā)生工程事故，造成巨大的生命財產(chǎn)損失。為了避免類似的慘劇再次發(fā)生，橋梁的健康檢測與加固技術(shù)無疑己成為大型橋梁結(jié)構(gòu)災害演化規(guī)律研究與安全保障的主要途徑。本文通過總結(jié)工程經(jīng)驗，探討了橋梁病害的主要因素和常規(guī)檢測方法，希望能夠使得橋梁病害和檢測技術(shù)引起工程技術(shù)人員的重視。

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