桥梁检测和状态评估的应用与研究

丁加兵

摘  要：文章阐述了桥梁检测和状态评估的执行依据，分析了桥梁检测和状态评估的主要内容，即桥梁承载能力、耐久性、适应性以及材料检测评估，并提出了常用的桥梁检测和状态评估方法，包括表观检测方法、局部检测法、静态检测方法、动态检测方法，最后论述了桥梁检测和状态评估的实施流程，期望对提高检测评估工作质量有所帮助。

关键词：桥梁检测;状态评估;承载能力;耐久性

中图分类号：U446          文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）32-0162-02

Abstract： This paper expounds the execution basis of bridge detection and state assessment， analyzes the main contents of bridge detection and state assessment， namely， bridge bearing capacity， durability， adaptability and material detection and evaluation， and puts forward common bridge detection and state evaluation methods， including apparent detection method， local detection method， static detection method and dynamic detection method. Finally， the bridge is discussed the implementation process of beam detection and state assessment is expected to help improve the quality of inspection and evaluation.

Keywords： bridge inspection; condition assessment; carrying capacity; durability

1 橋梁检测和状态评估的依据

检测评估依据包括：（1）有效合同。桥梁检测和状态评估要由委托方向专业的第三方检测机构委托检测和评估任务，签订委托业务合同，要求检测机构严格履行合同义务，完成检测评估工作;（2）规程标准。桥梁检测和状态评估要以国家有关部门颁发的规程、标准、通知等文件为执行依据，如《城市桥梁检测与评定技术规范》《公路桥梁承载能力评定规程》《公路桥梁技术状况评定标准》《公路桥涵养护规范》等;（3）原始资料。检测机构要以委托方提供的桥梁设计图纸、施工组织设计、竣工设计图纸以及相关资料为检测评估依据。

2 桥梁检测和状态评估的内容

（1）承载能力检测评估。承载能力检测评估内容包括桥梁结构完整性、结构变形、主要部件裂缝、混凝土质量、钢筋锈蚀等方面。不同类型桥梁的承载力检测评估侧重点有所不同，如钢结构桥梁以检测评估钢构件损伤、构件弯曲变形、构件裂纹为主;混凝土梁式桥梁以检测评估混凝土强度、保护层厚度、钢筋锈蚀程度为主;砖石桥以检测评估水泥构件裂缝、主拱圈开裂情况和尺寸变化为主。

（2）耐久性检测评估。耐久性检测评估主要是对桥梁结构抗疲劳损伤的性能进行评估。以斜拉桥耐久性评估为例，其检测评估内容为：检测评估索塔、斜拉索、下部结构的混凝土碳化深度、保护层损伤、混凝土裂缝、混凝土强度、锚固系统损伤等情况;检测评估桥梁腐熟设施伸缩缝、护栏、支座、排水设施、桥面铺装等情况。

（3）适应性检测评估。桥梁适应性检测评估一般是对单幅桥的交通运营状况进行检测评估，为桥梁使用和维修加固提供评估依据。适应性检测评估侧重于桥梁承载力评定，主要包括荷载试验、外观检查、结构检算、专项检测等方面，并结合有限元模型结构仿真验算分析结果，出具桥梁适应性检测评估报告。

（4）材料检测评估。桥梁工程材料检测评估要以混凝土材料强度、钢筋抗腐蚀能力检测评估为主要内容。具体包括：a.混凝土材料检测。采用无损检测技术，如回弹法、超声波技术进行混凝土强度检测，综合考虑影响混凝土碳化的因素，对混凝土强度是否符合桥梁设计要求进行评估;b.钢筋锈蚀检测。根据混凝土中氯离子含量、混凝土碳化深度、混凝土电阻率等指标，推测钢筋锈蚀情况，并结合钢筋自然电位的检测结果，对钢筋锈蚀状况进行综合评估;c.钢筋分布检测。采用专用仪器设备进行现场采样，对钢筋分布和保护层厚度进行检测，结合桥梁结构的使用性能，对工程材料用量和合理性进行评估。

3 桥梁检测和状态评估的方法

（1）表观检测方法。检查桥梁结构的整体外观情况，评估桥梁工程质量和运行维护效果。表观检查要重点检查桥梁裂缝、桥墩位移、拱轴线坐标、主梁结构、桥台结构、桥面铺装、基础承台等具体情况，检查重要部件和次要部件的损坏程度。在检测中，若发现桥梁表观破坏，则要结合状态指标对破坏原因进行分析。如，表观检测中发现桥梁下部结构出现混凝土裂缝现象，造成的原因可能是钢筋布设问题;桥面车道板梁衔接处出现裂缝，造成的原因可能是钢筋混凝土中的横隔梁数量不足;桥梁混凝土强度不足，造成的原因可能是施工质量不达标。

（2）局部检测法。检测中综合采用多种检测技术对桥梁局部状态检测，包括超声波检测技术、光学仪器检测、X射线检测技术等，这种检测方法的检测评估结果专业性强，但是检测成本较高。局部检测法要求检测人员深入到工程现场了解局部工程的具体情况，制定局部检测方案，确定局部检测的适用技术。

（3）静态检测方法。检测与桥梁结构、性能相关的参数，用以衡量桥梁结构强度、刚度和抗裂性能，将其作为承载能力评估依据。静态检测方法包括：a.通过检测桥梁静应变，测定桥梁部件的内应力分布情况;b.通过检测桥梁静位移参数，测定桥墩位移、桥梁扰度、桥梁两端位移情况。在检测中，要选取最不利承载区域、施工质量较差区域、搭设脚手架区域作为检测区域，在上述区域钻取试验孔，使试验孔可代表桥梁结构的整体情况。

（4）动态检测方法。采用动力荷载实验，评估桥梁的承载能力和桥面通行状态。在检测中，检测部位为桥梁结构动力效应最大的构件，通过试验分析该构件的结构动力特性和动载响应情况，获取部件控制界面的动变形和动应力数据。桥梁动态检测内容包括桥梁动力频率、振形、阻尼比等特性值，以及桥梁冲击系数、动扰度、动应力等数值。

4 桥梁检测和状态评估的流程

（1）准备工作。在检测评估之前，做好相关准备工作，掌握真实全面的检测评估基础资料。具体包括：a.掌握基本情况。深入到桥梁工程实地，掌握检测评估对象的总体结构情况，初步了解桥梁现状与特性。b.收集资料。资料为工程设计资料（设计图纸、地质勘察报告、竣工图纸、概预算等）、施工资料（施工技术方案、设计变更、竣工图纸、材料试验资料、验收资料、施工记录等）、后期维护资料（加固资料、养护资料、维修资料、车辆通行资料、地质灾害资料等）。

（2）桥梁检查。制定桥梁检查计划，进入桥梁工程现场开展检查工作，详细记录检查情况。桥梁检查分为以下两个方面：a.桥梁普查。检查桥梁主体、衡量、桥面铺装、人行道、伸縮缝、泄水孔、桥梁支架、变形缝的技术状况;检查桥头搭板的完好情况;检查桥梁支座的变形、老化情况;检查桥梁裂纹的长宽深和混凝土外观情况。b.专项检查。将主梁、横梁、拱圈、墩台、腹拱墩作为检查重点，对重点构件的混凝土强度、碳化深度以及钢筋锈蚀情况进行测试。

（3）桥梁检算。依照桥梁承载能力鉴定规范，结合桥梁竣工设计图纸，检算桥梁控制断面的刚度、强度和抗裂性等评估指标，以及桥墩、桥台、桥基础的强度、承载力等评估指标。

（4）静载试验。选定桥梁进行静载试验的控制断面，对桥梁结构的沉降、变形、混凝土应变、钢筋应变、裂缝等情况进行测定。

（5）动载试验。实地测定桥梁冲击系数与车速之间的关系，测定桥梁结构控制断面的动应变、动扰度，测定桥梁结构竖向固有频率。

（6）承载能力评定。根据桥梁技术状态评估结果，对桥梁结构进行检查，综合各项检算、试验数据，评定桥梁结构的承载能力。承载能力评定要结合桥梁结构内力分析情况，确定控制断面位置，选取多个测试点，根据测试点的测试数据，获取最大剪力、轴力、弯矩、变形、恒载内力、变形等指标，对桥梁构造本身的力学状态进行客观评估。

（7）状态评估。根据《公路桥梁技术状况评定标准》《公路桥涵养护规范》等规定，结合桥梁检测的实际情况进行状态评估，做出等级评定。具体分为以下五个评定等级：一类桥梁，实际检测的桥梁承载能力、桥面行车状况，与原桥梁设计标准中的相关指标相符;桥梁专项检查的部件以及普检部件的状态良好，材料缺损部分不得超过原设计标准的3%。二类桥梁，实际检测的承载能力、桥面行车状态能够达到原桥梁设计标准要求;桥梁专项检查的重要部件良好，普检的次要部件存在中重度缺损，材料存在不足3%的缺损。三类桥梁，实际检测的承载能力为原桥梁设计标准要求的90%以上，桥面行车状态不佳;桥梁专项检查中的重要部件出现中等缺损，裂缝出现功能性病害，但仍然能够维持基本的桥梁安全通行功能;桥梁次要部件缺损程度达到原设计标准限定的15%以上。四类桥梁，实际检测的承载能力为原桥梁设计标准要求的80-90%，桥梁结构裂缝较为严重，出现轻度功能性病害;桥梁的重要部件和次要部件出现重大缺损，缺损值达到20%以上，使得桥梁部分功能丧失。五类桥梁，实际检测的承载能力不足原桥梁设计标准要求的75%，部分钢筋断裂，桥梁结构变形值超出设计值，威胁桥梁通行的安全性;桥梁重要部件和次要部件出现失稳、严重破损现象，表现为功能性病害。

（8）提出建议。根据桥梁检测和状态评估结果，从桥梁使用、加固、维护保养三个层面提出建议。如，一类桥梁要做好日常清洁维护;二类桥梁开展小修处理;三类桥梁开展中修处理;四类桥梁实施交通管制，开展大修处理;五类桥梁关闭交通，实施改造、重建工程。检测与评估之后，及时将评估资料进行归档处理，将评估资料作为桥梁养护和管理的重要文件资料。

5 结束语

综上所述，桥梁检测和状态评估是保证桥梁工程通行安全、提高桥梁整体质量的重要手段。在检测评估中，检测机构要严格执行相关依据，对影响桥梁安全性、稳定性的结构性能和技术状态进行检测评估，掌握桥梁结构的承载能力，判定桥梁结构的施工质量，为桥梁合理使用、后期维护维修提供重要的依据。

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