公路橋梁工程鋼筋混凝土試驗(yàn)檢測技術(shù)及相關(guān)管理問題研究

陳婭

（蘇交科集團(tuán)檢測認(rèn)證有限公司，江蘇南京 211112）

0 引言

公路橋梁投資較大，造價(jià)成本極高，但在推動(dòng)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展、交通進(jìn)步等方面的作用十分突出。為了保證項(xiàng)目的安全使用，采用混凝土橋梁試驗(yàn)檢測技術(shù)對其質(zhì)量進(jìn)行把控，非常必要。在公路橋梁工程的建造過程中，鋼筋混凝土作為組成公路橋梁主體結(jié)構(gòu)的重要部分，對公路橋梁的整體質(zhì)量有著非常大的影響，公路橋梁鋼筋混凝土的試驗(yàn)檢測技術(shù)則是保障公路橋梁安全運(yùn)行的重要手段。只有正確使用鋼筋混凝土試驗(yàn)檢測技術(shù)，才能更好地判斷公路橋梁的狀態(tài)，從而對公路橋梁進(jìn)行及時(shí)養(yǎng)護(hù)。

1 用鋼筋性能檢測方法分析鋼筋混凝土

用鋼筋性能檢測方法檢測鋼筋混凝土，主要包含力學(xué)性能、銹蝕程度、延展性和彎曲能力這幾個(gè)方面，通過對這幾個(gè)方面的把控，可以了解鋼筋混凝土的綜合情況，見圖1。

圖1 鋼筋性能檢測方法檢測鋼筋混凝土

1.1 檢測力學(xué)性能

在對鋼筋混凝土用鋼筋性能進(jìn)行檢測的過程中，首先要對鋼筋的力學(xué)性能進(jìn)行檢測。對鋼筋混凝土而言，鋼筋的力學(xué)性能決定著混凝土的穩(wěn)定性、牢固性與最大荷載。一般來說，鋼筋力學(xué)性能檢測的方法以鋼筋屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度這兩項(xiàng)為主，需要由檢測人員對鋼筋混凝土進(jìn)行合理采樣，并在采樣后及時(shí)加固整體結(jié)構(gòu)，這樣才能將所選的樣本投入試驗(yàn)檢測中。

一部分建筑工程單位為了減少混凝土結(jié)構(gòu)的配筋率，會采用高強(qiáng)度鋼筋。但實(shí)際上，鋼筋強(qiáng)度并非越高越好，強(qiáng)度過高的鋼筋除了會導(dǎo)致建筑工程成本大幅提升外，還會導(dǎo)致鋼筋混凝土構(gòu)件自身的重量上升，進(jìn)而對工程整體結(jié)構(gòu)造成更大的壓力。因此，只有選擇合適的鋼筋進(jìn)行力學(xué)性能的檢測，才能更好地保障建筑物的整體性能[1]。

1.2 檢測銹蝕程度

工程建筑投入使用后，難免會受時(shí)間、氣候等因素的影響，出現(xiàn)鋼筋腐蝕的情況，降低建筑結(jié)構(gòu)的安全性。一般來說，在對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋銹蝕強(qiáng)度進(jìn)行檢測時(shí)，常用的檢測方法為電阻法。借助鋼筋內(nèi)部不同位置之間的電勢差，形成電流，進(jìn)而通過電流的表現(xiàn)獲得鋼筋在不同銹蝕程度下展現(xiàn)的特征。因此，只有借助電阻法加強(qiáng)對鋼筋銹蝕程度的檢測，才能更好地挑選性能優(yōu)秀的鋼筋，保障建筑結(jié)構(gòu)的安全。

1.3 檢測延展性與彎曲能力

在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，鋼筋自身的延展性與彎曲能力能夠?yàn)殇摻罨炷两Y(jié)構(gòu)提供良好的抗形變與抗彎曲能力，從而更好地保障建筑結(jié)構(gòu)的安全。因此，對鋼筋的延展性與彎曲能力的測試也是非常重要。在實(shí)際檢測過程中，檢測鋼筋延展性的方法主要是通過將鋼筋拉斷，而后檢測鋼筋在拉斷后的伸長率；對鋼筋彎曲性能的檢驗(yàn)則是借助彎曲試驗(yàn)機(jī)，觀察鋼筋在彎曲90o或180o后，是否會出現(xiàn)斷裂或裂紋，從而判斷鋼筋的延展性與彎曲能力。

2 鋼筋混凝土檢測過程中需要注意管理問題

在對鋼筋混凝土進(jìn)行檢測的過程中，由于鋼筋的性能會對工程的整體質(zhì)量造成巨大影響，甚至關(guān)系到工程整體的安全，所以，需要嚴(yán)格要求參與鋼筋檢測工作的工作人員，除了必須持有行業(yè)認(rèn)證的檢測證書外，還應(yīng)根據(jù)鋼筋型號的不同，選擇正確的檢測方法。除此之外，鋼筋檢測設(shè)備也是決定檢測結(jié)果的重要因素。因此，檢測單位需要定期對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)與保養(yǎng)，并及時(shí)更換不符合要求的設(shè)備，才能保證鋼筋檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。在實(shí)際的檢測過程中，無論是哪一項(xiàng)檢測項(xiàng)目，檢測人員都應(yīng)嚴(yán)格按照檢測步驟執(zhí)行，避免出現(xiàn)步驟簡化的行為，從而避免將不合格的鋼筋質(zhì)量判定為合格[2]。否則，單憑以往的工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行檢測，可能會出現(xiàn)錯(cuò)誤。因?yàn)槊總€(gè)工程的實(shí)際情況有所不同，在針對具體工程中的鋼筋混凝土進(jìn)行試驗(yàn)檢測時(shí)，要結(jié)合具體的工程情況，有針對性地按照要求進(jìn)行檢測。

3 鋼筋混凝土試驗(yàn)檢測技術(shù)的應(yīng)用管理

現(xiàn)階段，我國的鋼筋混凝土橋梁技術(shù)經(jīng)過多年發(fā)展已經(jīng)趨于成熟，但與國外的先進(jìn)技術(shù)相比，仍然存在一些差距。對路橋的試驗(yàn)檢測技術(shù)手段不夠嚴(yán)謹(jǐn)、部分技術(shù)人員的質(zhì)量意識淡薄、缺乏相關(guān)的試驗(yàn)檢測理論等，都會造成整體的工程質(zhì)量失控，加重后期的維修成本。現(xiàn)階段的檢測方法有些較為單一，例如，對混凝土路面缺陷的檢測，大部分還需要人工目測，評估方法有待完善。

此外，在施工檢測過程中的檢測程序也不夠合理，雖然執(zhí)行了相關(guān)的檢測程序，但是因?yàn)橼s工期等諸多原因，往往在檢測報(bào)告出具前，就已經(jīng)進(jìn)入下一道工序了，致使檢測失去了作用。

公路橋梁試驗(yàn)檢測的內(nèi)容主要包括相關(guān)的材料檢測、外觀檢測、整體性能檢測、裂痕和損傷檢測、結(jié)構(gòu)特征和受力性能檢測，如圖2所示。所以，要對這些方面做好全面把控，才能提升整體的檢測質(zhì)量，讓鋼筋混凝土橋梁試驗(yàn)檢測技術(shù)發(fā)揮成效。

圖2 鋼筋混凝土試驗(yàn)檢測技術(shù)的應(yīng)用流程示意圖

3.1 橋梁施工材料檢測管理

在進(jìn)行鋼筋混凝土橋梁試驗(yàn)檢測的過程中，第一步就是對橋梁結(jié)構(gòu)中使用到的各種原材料，采取有效的檢測措施進(jìn)行檢測，通過對鋼筋混凝土材料的碳化指標(biāo)、強(qiáng)度指標(biāo)等進(jìn)行檢測，判斷橋梁工程建設(shè)過程中混凝土構(gòu)件的整體質(zhì)量。其中，檢測鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度最常見的檢測方法，是對混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢測，具體的檢測方法可以分為回彈法、抗拔法、超聲回彈法等多種方法。而在具體的檢測過程中，工程人員需要根據(jù)工程的具體情況制定出可行的施工方案，并在完成混凝土構(gòu)件的加工后，對其進(jìn)行一定時(shí)間的養(yǎng)護(hù)，而后再檢測。為了保護(hù)好鋼筋混凝土的鋼筋結(jié)構(gòu)，施工人員還應(yīng)在一定程度上加強(qiáng)鋼筋材料與混凝土材料之間的距離控制，以此對鋼筋結(jié)構(gòu)起到更好的保護(hù)效果。除此之外，工程人員還可以通過確定混凝土構(gòu)件內(nèi)的碳化深度與尺寸，保證混凝土構(gòu)件的硬度、強(qiáng)度與其有效橫截面積。

3.2 外觀檢測管理

在對鋼筋混凝土橋梁進(jìn)行檢測的過程中，針對外觀方面的檢測主要包括四部分，分別為檢測橋梁質(zhì)量外觀缺陷、檢測橋梁混凝土碳化深度、檢測橋梁鋼筋銹蝕程度以及檢測混凝土保護(hù)層的厚度。其中，對于橋梁外觀方面的質(zhì)量問題，需要相關(guān)檢驗(yàn)人員結(jié)合我國現(xiàn)行的《城市橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（CJJ 99—2003）與橋梁工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件分類，開展相應(yīng)的檢驗(yàn)，并根據(jù)測試結(jié)果對橋梁的健康指數(shù)進(jìn)行評分；在檢測橋梁混凝土碳化深度的過程中，需要對施工現(xiàn)場的混凝土進(jìn)行鉆孔，而后通過在混凝土表面噴灑酚酞試劑，并觀察噴灑后未發(fā)生變色反應(yīng)的部分，從而判斷混凝土的碳化程度；在對橋梁混凝土內(nèi)鋼筋的銹蝕程度進(jìn)行檢測時(shí)，通常采用半單元電位法，借助對鋼筋、混凝土與混凝土表面參考電極形成的電位差的測量，判斷鋼筋的銹蝕情況。雖然半單元電位法無法準(zhǔn)確檢測鋼筋的銹蝕程度，但可以將鋼筋混凝土作為一個(gè)整體進(jìn)行電位差的測量，因此適用于任何厚度的鋼筋防護(hù)涂層的腐蝕檢測；在對混凝土保護(hù)層的測試過程中，為了延長鋼筋混凝土的使用壽命，需要用無損檢測法對鋼筋的位置進(jìn)行檢測，并通過多點(diǎn)檢測、現(xiàn)場修正的方式，確定混凝土保護(hù)層的整體厚度。

3.3 橋梁整體性能檢測管理

在對鋼筋混凝土橋梁的整體性能進(jìn)行檢測的過程中，使用的檢測方法是通過在不同受力的情況下對橋梁進(jìn)行分析，即動(dòng)載試驗(yàn)與靜載試驗(yàn)。其中，動(dòng)載試驗(yàn)需要理論與試驗(yàn)技術(shù)相結(jié)合，對車輛通過橋梁時(shí)引發(fā)的橋梁震動(dòng)情況進(jìn)行判斷，從而獲取橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力性能與動(dòng)載作用情況。在此過程中，檢測人員尤其需要注意的是，對橋梁試驗(yàn)過程中產(chǎn)生動(dòng)力效應(yīng)較大的構(gòu)件的控制截面進(jìn)行檢測；而靜載試驗(yàn)則是一種采用靜止車輛對橋梁施加荷載，并通過橋梁的應(yīng)變狀態(tài)判斷橋梁的整體能力的檢測方法，需要檢測人員在試驗(yàn)開始前，全面了解橋梁工程的實(shí)際基礎(chǔ)，并對橋梁內(nèi)應(yīng)力界面進(jìn)行合理設(shè)置，進(jìn)而提升檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。

3.4 橋梁裂痕與損傷檢測管理

在橋梁建設(shè)完成并交付使用一段時(shí)間后，由于交通運(yùn)輸承載、外界氣候影響等問題，很容易使橋梁發(fā)生損傷、裂縫等問題。因此，對橋梁的損傷與裂痕的檢測也是一項(xiàng)非常重要的工作。在對橋梁的裂痕與損傷進(jìn)行檢測的過程中，工作人員需要結(jié)合橋梁材料的特性與紅外線輻射的特性，對橋梁的損傷狀況進(jìn)行合理的、全面的檢測。此外，在檢測過程中，熱成像技術(shù)、射線探傷技術(shù)等也是檢測橋梁裂痕與損傷時(shí)常用的檢測方法。在運(yùn)用熱成像技術(shù)進(jìn)行檢測時(shí)，工作人員需要預(yù)先標(biāo)明橋梁內(nèi)部的鋼筋與孔道，以免降低熱成像檢測的準(zhǔn)確率；在使用射線探傷技術(shù)進(jìn)行檢測時(shí)，則需要工作人員預(yù)先做好橋梁結(jié)構(gòu)的分析，并按照相應(yīng)的步驟進(jìn)行操做，以此減少對作業(yè)人員的影響。

除了以上幾種方法外，超聲波檢測技術(shù)也是一種近年來常用的橋梁裂痕、損傷檢測技術(shù)，只需要一面檢測通路，就能夠完成對橋梁內(nèi)部的裂痕、損傷與鋼筋及塑料管道的空洞的探查工作，因此具有非常高的安全性。

3.5 結(jié)構(gòu)特征與受力性能檢測管理

在對鋼筋混凝土橋梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)特征與受力性能檢測的過程中，檢測人員需要對橋梁的結(jié)構(gòu)展開有效分析，并基于橋梁結(jié)構(gòu)獲得橋梁活載與恒載作用的設(shè)計(jì)內(nèi)力，以此為橋梁狀態(tài)的判定與荷載試驗(yàn)的開展提供依據(jù)。在此過程中，檢測人員可以嘗試應(yīng)用平面桿件模型，分析橋梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與應(yīng)力性能，而后采用位移法計(jì)算先行橋梁的結(jié)構(gòu)，在單元?jiǎng)偠染仃囍薪柚鴺?biāo)變換，得出總剛度矩陣，并在此基礎(chǔ)上求出結(jié)構(gòu)的唯一參數(shù)。借助這樣的檢測方法，技術(shù)人員就能夠推導(dǎo)出橋梁工程結(jié)構(gòu)的最終結(jié)果[3]。

鋼筋混凝土橋梁試驗(yàn)檢測技術(shù)的應(yīng)用、管理情況，能夠幫助整個(gè)鋼筋混凝土橋梁試驗(yàn)發(fā)揮積極作用。

4 鋼筋檢測技術(shù)的發(fā)展前景

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，鋼筋檢測技術(shù)也出現(xiàn)了飛速發(fā)展，越來越多的新技術(shù)被應(yīng)用到工程檢測過程中，使人們可以更加清晰、準(zhǔn)確地確認(rèn)鋼筋混凝土構(gòu)件的狀態(tài)并進(jìn)行及時(shí)修復(fù)?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和其他產(chǎn)業(yè)的融合，也為鋼筋混凝土檢測技術(shù)的進(jìn)步提供了新的方向。比如，將檢測技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，使鋼筋混凝土檢測資源可以通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)共享。除此之外，還有一些其他技術(shù)，也能推動(dòng)鋼筋混凝土試驗(yàn)檢測技術(shù)的進(jìn)步，無人機(jī)技術(shù)就是其中之一。

在一些建筑工程建設(shè)完成后，一些特殊位置的鋼筋混凝土構(gòu)件是很難依靠人力進(jìn)行檢測的，但如果將無人機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與鋼筋檢測技術(shù)相結(jié)合，使用搭載了檢測設(shè)備的無人機(jī)飛到人力難以檢測的區(qū)域進(jìn)行檢測，通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將檢測數(shù)據(jù)發(fā)送至接收終端，再由檢測人員對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、上傳，就能夠在獲取更精準(zhǔn)的檢測信息的同時(shí)，為其他地區(qū)的鋼筋混凝土檢測工作的開展提供相應(yīng)的幫助。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，鋼筋混凝土檢測技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用將進(jìn)一步落實(shí)，進(jìn)而為我國建筑工程行業(yè)的發(fā)展作出更大的貢獻(xiàn)。我國需要不斷引進(jìn)先進(jìn)國家的鋼筋混凝土橋梁試驗(yàn)檢測技術(shù)，然后根據(jù)國內(nèi)的建筑要求，有針對性地進(jìn)行調(diào)整，幫助我國的建筑行業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的發(fā)展。

5 結(jié)語

在我國交通運(yùn)輸系統(tǒng)的發(fā)展過程中，對公路橋梁鋼筋混凝土檢測技術(shù)的應(yīng)用是一項(xiàng)非常重要的工作。在對鋼筋混凝土的檢測過程中，工作人員不僅要從公路橋梁結(jié)構(gòu)、性能等方面選擇合適的檢測技術(shù)，還應(yīng)加強(qiáng)對公路橋梁混凝土檢測技術(shù)的學(xué)習(xí)與研究，才能更好、更快地解決公路橋梁的安全隱患，維護(hù)公路橋梁的通行安全。