浅析混凝土桥梁检测技术和应用

吴林林，植豪文

（佛山市公路桥梁工程监测站，广东 佛山 528000）

1 桥梁检测的内容

桥梁工程试验检测的内容随桥梁所处的位置、结构形式和所用材料不同而异，应根据所建桥梁的具体情况按有关标准规范选定试验检测项目，一般常规的主要内容包括：

（1）准备阶段的试验检测项目。主要有：桥位放样测量、钢材原材料试验、钢结构连接性能试验、预应力锚具夹具和连接器试验、水泥性能试验、混凝土配合比试验、砌体材料性能试验、台后压实标准试验、其他成品半成品试验检测。

（2）施工过程中的试验检测项目。有地基承载力试验检测、基础位置和尺寸及标高检测、钢筋位置和尺寸及标高检测、钢筋加工检测、混凝土强度抽样试验、砂浆强度抽样试验桩基检测、墩台位置和尺寸及标高检测、上部结构（构件）位置和尺寸检测、预制构件张拉及运输和安装强度控制试验、预应力张拉控制检测、桥梁上部结构标高和变形及内力（应力）检测、支架内力及变形和稳定性监测、钢结构连接加工检测、钢构件防护涂装检测。

（3）施工完成后的试验检测项目。有桥梁总体检测、桥梁荷载试验、桥梁使用性能检测。

2 桥梁上部结构技术检查

桥梁上部结构是桥梁的主要承重结构，由梁、板、拱肋等许多基本构件组成。因此对桥梁上部结构的检查，就是对这些基本构件的工作状况进行检查。具体检查工作内容有以下几个方面：

2.1 基本构件缺陷及损伤检查

根据桥梁结构形式、构件种类、建桥环境、施工质量以及使用情况等不同，在基本构件上缺陷产生的部分、种类和程度也不同。对于混凝土公路桥上部结构的基本构件，缺陷往往以表面裂缝、蜂窝、麻面、孔洞、露筋、剥落、游离石灰、缝隙夹层等现象表现出来。

2.2 基本构件的横向联系检查

桥梁上部结构的整体性工作是由基本构件的横向联系状况来保证的。对于起横向联系的构件状况检查一般包括它们本身状况检查及它们与基本构件连接状况的检查。

对于梁式桥的横隔板，应检查横隔板上的缺陷及裂缝情况，还应检查连接钢板是否外露、有无锈蚀现象等。

对于双曲拱桥，应检查横系梁上的裂缝情况，检查与拱肋连接处是否有脱离现象，还应检查肋和波接合处情况等。

2.3 基本构件的主要几何尺寸及纵轴线检查

一般要用皮尺或钢卷尺量测基本构件的实际长度及截面尺寸、混凝土保护层实际厚度。可以采用随机抽样调查的方法进行。基本构件纵轴线的检查，对梁式桥来说，指的是主梁纵轴线下挠度的测量；对拱桥来说，指的是主拱圈的实际拱轴线及拱顶下沉量的测量。基本构件纵轴线的检查可以先进行目测，发现有明显变形时，再用精密水准仪测量。

3 桥梁支座的检查

支座上存在的缺陷往往会造成桥梁上部结构和墩的工作不良，并造成墩的某些损伤。支座主要检查功能是否完好，组件是否完整、清洁，有无断裂、错位和脱空现象。各种支座的检查，应包括以下内容：

（1）简易支座的油毡是否老化、破裂或失效。

（2）钢板滑动支座和弧型支座是否干涩、锈蚀。

（3）摆柱支座各组件相对位置是否正确，受力是否均匀。

（4）四氟板支座是否脏污、老化。

（5）橡胶支座是否老化、变形。

（6）盆式橡胶支座的固定螺栓是否剪断，螺母是否松动。

（7）辊轴支座的辊轴是否出现不允许的爬动、歪斜。

（8）摇轴支座的辊轴是否倾斜。

（9）活动支座是否灵活，实际位移量是否正常。

（10）支座垫石是否破碎。

4 桥梁桥墩与桥台的检查

桥梁墩台的检查主要是墩台身缺陷及裂缝检查，墩台变位（如沉降、位移、倾斜）的检查。

对于钢筋混凝土的墩台身来讲，比较常见的缺陷是混凝土的冻涨引起剥离、混凝土的风化、掉角及船身碰撞造成的表面混凝土擦痕、露筋。比较常见的裂缝形态是墩台身沿主筋方向的裂缝或沿箍筋方向的裂缝、盖梁上与主筋方向垂直的竖向裂缝。

对于砖、石及混凝土的墩台身来讲，比较常见的缺陷是砌体的砌缝、砂浆的风化、大体积混凝土内部的空洞引起的破损等。比较常见的裂缝形态是墩台身的网状裂缝及竖向裂缝。

桥梁墩台身缺陷及裂缝检查可以采用目测或借助小锤子、读数显微镜来完成。对于墩台沉降情况的检查用精密水准仪测量，倾斜情况详细检查可以在墩台上设置固定的铅垂线测点，用经纬仪或吊垂球测定墩台倾斜度。中小跨度桥梁墩台水平位移的观测可用特定的钢线尺固定拉力作悬空丈量，直接将丈量结果与竣工资料进行比较。

5 墩台基础的检查

对于墩台基础的检查，主要指墩台基础的冲刷情况和缺陷情况的检查。

在水中的桥墩，因为直接挡水，除了一般的冲刷外，还有局部冲刷，形成局部漏斗形河床。当河床为厚砂砾卵石层时，对钻孔灌注桩造成严重磨损，甚至使桩中钢筋外露。有关文献指出在地面或低水位以下、冻结线以上或冲刷线附近，基础或墩身常有环带状腐蚀，基础周围表面松散，严重者使混凝土形成空洞。

对于中小桥混凝土或浆砌片石扩大基础，主要缺陷是基础松散破裂和基础下冲空。当桥梁墩台有倾斜、位移或在活载作用下墩顶位移较大时，往往可能是基础有病害，应进行挖深检查：

（1）在河床无水或围堰防水情况下，可直接挖至基础检查。

（2）对于位于水流速不大的浅水墩台，可用围堰进行抽水开挖检查。

6 混凝土碳化深度的检测

混凝土碳化是指混凝土中的高碱性物质（主要是氢氧化钙）与大气中的二氧化碳发生化学反应的现象。由于混凝土碳化是在混凝土构件外表面及表面下形成一个坚硬的碳化表皮，所以又称为“表面碳化”。

检测混凝土碳化深度的目的之一是混凝土碳化深度的大小直接影响采用回弹法检测混凝土强度的测定结果，即必须考虑混凝土碳化深度（对回弹法检测混凝土强度测值进行修正）。

检测混凝土碳化深度的另一目的是由此可定性地推定混凝土中的钢筋锈蚀情况。一般认为当混凝土保护层厚度大于碳化深度时，钢筋没有锈蚀；保护层厚度与碳化深度接近时，则钢筋表面开始有局部锈点出现；当碳化深度大于保护层时，锈蚀一般不可避免要出现。

7 钢筋锈蚀的检测

钢筋锈蚀可采用3种方法检测：直观检查法、局部凿开法和自然电位法。

直观检查法是观察混凝土构件表面有无锈痕、是否出现了沿钢筋方向的纵向裂缝，顺筋裂缝的长度和宽度可以反映钢筋的锈蚀程度。

局部凿开法是敲掉混凝土保护层，露出钢筋，直接用卡尺测量锈层厚度和钢筋剩余直径，或截取一段在试验室进行量测。局部凿开法对结构有局部损伤，一般适用于混凝土表面已出现锈痕、顺筋裂缝或保护层被胀裂、剥落处。

自然电位法是测定钢筋与周围介质所形成的稳定电位，电位值大小能反映出钢筋状态。当钢筋处于钝化状态时，电位一般较低；当钢筋钝化状态破坏后，自然电位负向增大。它属非破损检测，操作简单，适合大面积普查，可以用来对钢筋锈蚀作初步的定性判断，但精度不高。要准确判断锈蚀程度需要与局部凿开法等其他方法配合。

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