高速公路桥梁检测方法与评定分析

高速公路桥梁检测方法与评定分析

山西远大公路桥梁建设养护有限公司山西忻州034000

摘要:高速公路桥梁检测和评定过程中,有必要采取相应的检测方法,无损检测是重要的方法之一,由于该方法具有自身显著特点,其应用也变得越来越广泛。具体来说,无损检测方法是指在不影响工程外形结构和使用性能的前提下,通过检测结构的振动频率、红外线辐射、介电常数等物理参数,进而推算出材料与结构的工程质量指标,包括强度值、厚度值、钢筋位置、成分含量等。并对工程质量状况进行判断,全面、真实、准确评定工程质量状况,也为采取措施弥补质量缺陷提供依据,该方法的应用有利于提高高速公路桥梁工程质量控制水平。随着技术发展与进步,无损检测方法在高速公路桥梁检测和施工质量控制的应用也更加广泛,并发挥越来越重要的作用。

关键词:高速公路桥梁;检测方法;评定方法

引言:

桥梁在高速公路中占据着十分重要的地位和作用,随着工程数量和规模的不断增加,桥梁使用率越来越高,对相应的施工技术提出较高的要求。桥梁在长时间的使用过程中,可能会出现一些老化的情况,而且有许多高速公路桥梁都暴露出了严重的问题,在这种背景之下,为保证桥梁运营安全,相应的检测方法与评定措施有着至关重要的作用。

1.工程概况

某高速公路桥梁是一座典型的简支桥梁,处在半径为4km的曲线上,桥梁跨径为20m,共设3个桩孔,桥面设置双幅车道,全长为65m左右,预期设计运营载荷城市A级。桥梁下层结构为柱式桥墩,其截面尺寸为1.3m×1.65m,工字型桥身承台,桩基由4个钻孔灌注桩构成,桩柱长约30m。桥台由大体积钢筋混凝土搭建而成,桥台基础同样为钻孔灌注桩,桩柱长约22m。桥面双层铺筑,分别为沥青混凝土层,厚度为5cm;C40混凝土层,厚度为8cm。桥面护栏使用标准的防撞护栏,确保行车安全。

2.桥梁检测方法

2.1评定标准

通过对国内现行桥梁检测标准的分析得知,当前较为常用的检测与评估为:综合分析法、验算法、理论经验法、回弹法、保护层厚度检测法以及荷载试验检测法等。将其中具有代表性的回弹法、保护层厚度检测法以及荷载试验检测法作为主要分析对象。桥梁评估是一项建立在检测基础上的评定工作,将评估结果划分成五个等级,在每个等级分别评定完之后对桥梁的整体进行综合评定。

2.2回弹检测法

该方法主要用于混凝土强度检测。针对该桥梁,此次检测运用回弹仪与深度测定仪对混凝土的实际强度进行深入检测。回弹检测法的原理为借助混凝土结构的实际强度及其表层硬度的联系,通过施加冲击,得出表层硬度数值,进而推算出实际强度。此检测方法的主要依据为回弹检测数值和结构抗压性之间存在的关系,是直接相关性。这种相关性可以通过经验公式计算得出。在回归分析的基础上,可进一步验证回弹检测数值和结构抗压性之间切实保持着良好的相关性,因此可运用此方法进行强度检测,可将检测结果当作提高混凝土施工质量的重要依据之一。在对该桥梁进行检测时,在梁与桥台中均匀选出五个检测点位,每个检测点位需进选测出16组数据,同时通过修订将测得值转化为推定值。通过一系列的公式判定得知,此次检测过程中的所有对象均符合质量标准,合格率可达100%,完全符合相应的技术要求。

2.3保护层厚度检测法

保护层厚度主要是钢筋结构外层运算得出的厚度数值。对于高速公路桥梁而言,需对实际的保护层厚度进行规定,最小厚度不能低于标准限度。这主要是为了确保混凝土结构具备足够的耐久性,并为承力钢筋的加固提供必要保护条件。保护层越厚,其可以为锚固、耐久性等提供的性能与支持就越高。如果厚度过大,将会使构件在承力以后形成较大的裂缝,反而不利于使用性能的发挥,比如构件表面出现的装修层与裂缝,会使人感觉到其结构不稳,随时可能出现坍塌危险。此外若在结构设计过程中未对抗拉作用进行充分的考虑,较厚的保护层还会造成一定资源浪费。由此可见,保护层厚度检测意义重大,应给予关注。在对该桥梁进行检测时,对上下层结构进行了分别检测,由检测结果可以得出,该桥梁上层结构中混凝土保护层厚度符合标准要求率为75%,下层结构中混凝土保护层厚度符合要求率为70%,基本可以满足相应的技术要求。

3.桥梁载荷分析

通过分析得知,想要得出桥梁结构的可靠性指标,需先创建一个完善的结构模型,载荷效应主要是指其桥梁各个部位所形成的内力,在对其桥梁的实际载荷进行分析研究时,可得出具体的可靠性指标。分析过程中提出的恒载效应指的是桥梁结构自重所带来的实际载荷,由于施工过程中会有一定误差,在长期运营时必将出现损害。此外,桥梁自重也会随着时间的推移出现变化,可将其视为随机变量,但这一数值基本不会发生显著的变化。通过对现有资料的分析掌握,除去个别误差较大的测点,所得恒载效应确实符合正态分布要求,具体的统计参数见表1。

表1恒载效应基本统计参数:

针对本次检测选取的高速公路桥梁[1],将空心板梁上的边孔作为主要测试点,结合载荷分析的具体要求,展开桥梁的静载试验。静载试验的原理如图1所示,A-A截面长度取桥跨长度的1/4(桥跨全长计作L),B-B截面的长度与A-A截面相同,紧随A-A截面之后,两个截面的实际控制内力均取最大正弯矩。本试验共拟定四种工况,分别为:工况1:按照A截面上的不利正弯矩布置一排载荷车辆,4辆车在横桥方向上均与中载;工况2:按照A截面上的不利正弯矩布置两排载荷车辆,2辆车在横桥方向上均与偏载,纵向设置两排;工况3:按照B截面上的不利正弯矩布置一排载荷车辆,2辆车在横桥方向上均与中载;工况4:按照B截面上的不利正弯矩布置两排载荷车辆,2辆车在横桥方向上均与偏载,纵向设置两排。通过载荷效应标准值与载荷效应试验值的对比不难发现,此次静载试验准确度较高,可直观判定桥梁的实际运行状况,完全满足桥梁检测需求,可为后续维护加固、病害排除等工作提供可靠的技术指导与数据参考。

结论:

简而言之,桥梁检测与评定是确保其正常、安全运行的主要措施之一,也是日常工作中不可缺少的重要环节。就当前桥梁检测实际情况,对回弹法、保护层厚度检测法以及荷载试验检测法进行了深入的分析,并借助相应的计算机软件创建了一个完善的桥梁空间模型,在模型的基础上,展开载荷分析试验,从试验结果中可以明显看出检测与评定方法所具有的准确性,进而为桥梁运行维护与发展提供可靠的技术支持[2]。

参考文献:

[1]李慧成.基于刚柔耦合的桥梁检测车虚拟样机分析.起重运输机械,2018(6):37-40.

[2]黎晓东.公路桥梁检测技术与应用.交通标准化,2018(3):20-22.

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