公路桥梁钢筋混凝土试验检测技术应用研究
1.陈默 2.周琼
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1.陈默 2.周琼,. 公路桥梁钢筋混凝土试验检测技术应用研究[J]. 电力研究,20232. DOI:10.12721/ccn.2023.157018.
摘要: 钢筋混凝土试验检测技术是一门服务于工程实践的技术学科,学科内容具有较强的综合性、应用性和复杂性,是检测公路桥梁建设质量和使用安全性的关键技术措施。本文分析了公路桥梁钢筋混凝土试验检测技术的要点,结合现场实际要求提出了钢筋混凝土试验检测技术的应用策略,以期为公路桥梁的安全运营提供必要保障。
关键词: 公路桥梁;钢筋混凝土;实验检测;应用策略
DOI:10.12721/ccn.2023.157018
基金资助:

公路桥梁工程钢筋混凝土的性能是否符合质量要求影响着公路桥梁工程的使用寿命和使用安全性,为让公路桥梁的经济建设的纽带作用真正发挥出来,保证桥梁工程的施工质量,需要对桥梁的钢筋混凝土构件性能进行试验检测,保证工程质量符合设计预期,在公路桥梁工程使用过程中应用检测技术,能够通过检测结果判断钢筋混凝土的承载能力有无衰退,为养护工作的开展提供必要的数据支撑。

1公路桥梁钢筋混凝土试验检测要点

1.1材料检测

公路桥梁的钢筋混凝土构件建设所用材料以碱性混凝土为主,随着时间的流逝混凝土结构的碳化程度会不断加深,钢筋性能受损导致钢筋混凝土构件的承载能力下降,无法满足桥梁安全通行需求。因此在钢筋混凝土构件检测过程中,主要使用直接检测法和间接检测法确定钢筋的受腐蚀情况。半电池电位法属于直接检测法的一种,将钢筋与半电池电极连接在一起,钢筋与电流发生化学反应,对比钢筋的半电池电极值和混凝土表面的电极值,利用二者的差值确定钢筋的锈蚀活化程度,完成钢筋锈蚀检测。间接评价法通过对钢筋所处的环境特点,如混凝土的风化程度,环境潮湿度等推测钢筋的腐蚀水平,即在不直接接触钢筋的情况下完成腐蚀状态的检测评价[1]

1.2构件结构特征和受力性能检测

钢筋混凝土构件属于一个整体,影响钢筋混凝土性能稳定的关键在于受力性能,在检测钢筋混凝土构件的受力性能的过程中,可以通过恒载或是活载分析,结合桥梁结构确定桥梁钢筋混凝土的受力极限。桥梁结构较为复杂,人车出行传递到桥梁上的力会被结构分散到各个构件当中,保证整体结构的受力均匀,因此在测试钢筋混凝土构件受力性能的过程中,首先需要利用平面关系曲线模型计算桥梁的结构特征和受力方式,计算出桥梁结构的受力特点后,利用单元刚度矩阵和坐标转化关系计算得到钢筋混凝土的节点位移情况,准确计算出单元结构的内力和支撑力的大小,结合荷载试验确定钢筋混凝土构件的现有承力性能。

1.3整体性能检测

在桥梁工程整体结构的性能检测过程中主要通过静载试验检测和动载试验检测两种方式确定公路桥梁工程的整体结构性能。静载试验检测技术从桥梁内部的受力差异入手,在构件表面位置进行打孔测试,根据构件的使用时间和施工质量合理设置检测孔,通常质量越差的位置需要的测试试验孔的数量越多,打孔作业完成后利用仪器对桥梁工程观测桥梁在加载分级中控制点的变形和破损情况,对比分析完成对桥梁工程整体性能的检测[2]

动载检测技术主要用于评价桥梁工程整体结构的稳定性,搜集人车经过时公路桥梁钢筋混凝土结构的振动频率数据,利用阻尼布综合分析确定桥梁工程各处钢筋混凝土构件的稳定性和抗压性,保证桥梁整体性能分析评价的全面性。

2公路桥梁工程钢筋混凝土试验检测技术应用策略

2.1静载试验

桥梁结构的静载试验主要测试在静止荷载状态下桥梁结构位置发生的变化,以此计算出桥梁结构的应力变化、静力位移距离和桥梁裂缝等关键参数,结合参数标准完成对桥梁钢筋混凝土的使用效果和工作性能的评价过程。

在静载试验证实开始之前,工作人员需要先与工程项目部、施工单位以及当地政府部门索要桥梁工程的相关资料文件,如设计图纸、工程监理记录、施工计划、试验结果、地层构造和日平均人车流量等,全面了解桥梁的设计规划意图和结构特点,确定钢筋混凝土的具体情况,结合静载试验观察得到的参数计算得到桥梁结构的设计内力和试验荷载,对比荷载计算结果和实测值,为后续试验流程的设计提供必要准备。

在正式开始试验前,工作人员需要重新对仪器、试验步骤、测试内容和观测方式进行检查,调试相关设备和仪表,校准仪器后正式开始测试。在负荷加载和观测过程中,利用测试仪器完成对桥梁结构的应变、裂缝和挠度性能指标的观测,将观测数值准确记录下来,并与理论计算结果进行对比,确定桥梁工程钢筋混凝土结构是否正常[3]

2.2动载试验

2.2.1脉动试验

动载试验要求测试人员主动激振桥梁工程的钢筋混凝土结构,在测试振动的过程中得到桥梁结构的振型、阻尼比、动力响应和固有频率等关键参数。为此在动载试验之前工作人员需要准备相应的电脑软件,采集数据信息。为避免出现单次测试结果失准的情况,动载试验应多次进行,采集对比多次测试结果,确定测试结果误差是否超出规定范围,如结果处于规定范围内,可以对结果进行计算得到钢筋混凝土结构的强度和刚度参数,如结果超出误差范围,则必须重新进行测试,保证测试结果真实有效[4]

2.2.2无障碍行车试验

使用桥梁挠度检测仪测试桥梁结构的冲击系数,在保证桥面无障碍遮挡的前提下使用一辆载重恒定的汽车进行在桥面往返行驶,每个往返为一组,每组的汽车行驶速度存在差别,使用振动频谱分析软件和信号采集设备确定在不同车速下桥梁结构的震动响应,在测试结束后计算出行车状态下桥梁横跨结构控制断面的冲击系数,为行车安全提供必要保障。

2.3全桥外观检测

在公路桥梁工程钢筋混凝土试验检测过程中,桥梁结构构件的表观缺陷也是检查的重要环节之一,外观检测由多个检测环节共同组成,检测的目的在于尽可能将桥梁工程的外观全貌和使用情况真实展示出来。

2.3.1外观观察

首先工作人员需要按照《城市桥梁养护技术规范》对桥梁结构构件的外表进行观察,利用肉眼从外部结构上大致判断桥梁状况,如钢筋混凝土构件有无裂缝,桥梁伸缩缝设计是否符合要求,构件外部混凝土是否存在脱落情况等。

2.3.2碳化深度检测

其次对桥梁结构进行混凝土碳化深度检测。选定检测构件后利用钻孔设备在构件表面打孔,结合提前收集的施工设计图纸确定钻孔深度,在孔洞深度接触到钢筋之前停止,随后在孔洞内部喷洒酚酞试剂,随后对混凝土的碳化深度进行测试,对比分析确定混凝土的碳化深度是否小于保护层厚度,如小于保护层厚度则可认为表层钢筋锈蚀可能性较小,如碳化深度大于保护层厚度吗,则可认为钢筋可能存在锈蚀情况。在测试结束后用泥浆封堵孔洞,保证混凝土质量。

2.3.3回弹法强度测试

最后在强度测试开始前,工作人员需要抽样选定待测的桥梁混凝土构件,每个构件上选定待测区域,每块待测区域上选择一定的测试点,通常情况下桥梁修筑时间越长需要的待测点越多,通常每块待测区域至少需要设置十个以上的测试点。确定待测点后,工作人员需要可以使用zc3-a混凝土回弹仪对待测点进行测试,收集回弹数据,求取数据的中间值,以平均值为标准去掉两个最大回弹值和两个最小回弹值,用剩余的回弹值计算钢筋混凝土构件的强度,保证强度的取值范围的精准度[5]

结束语

综上所述,公路桥梁钢筋混凝土构件的质量与桥梁的整体运行安全息息相关,为提高测试结果的精确性,测试人员需要反复对桥梁结构进行测试,必要时可利用多种方式对桥梁结构进行测试,对比分析提高测试结果的准确性,为公路工程的养护维修作业的展开提供准确的数据资料。

参考文献

[1]陈娅.公路桥梁工程钢筋混凝土试验检测技术及相关管理问题研究[J].运输经理世界,2021(36):143-145.

[2]臧成达.钢筋混凝土桥梁试验检测技术及发展趋势[J].散装水泥,2021(06):143-145.

[3]王海滨.混凝土桥梁检测及加固技术[J].交通世界,2021(11):124-125.

[4]张守军.火灾损伤下预应力混凝土桥梁承载性能劣化研究[J].北方交通,2020(11):5-8.

[5]陈辉.基于桥梁特殊检测的钢筋混凝土T型梁桥加固改造[J].福建交通科技,2020(01):67-70.