分析钢筋混凝土桥梁试验检测技术及应用

胡明颖

(黑龙江省工程质量道桥检测中心有限公司，黑龙江 哈尔滨 150080)

1 构件表观缺损状况的检查

在桥梁的结构部分实施表观检测中，严格执行我国的桥梁管理标准要求，设定合适的检测标准点，然后进行各个部位上的划分处理，以充分的了解整个桥梁的外表情况。经过综合分析，该桥梁工程的状态系数BCI为87.09，确定为B级的状态。

2 混凝土碳化深度检测

钢筋混凝土结构是主要的承载结构，强度性能比较高，由于钢筋处于混凝土的碱性结构包裹之下，所以混凝土碳化程度会给钢筋造成一定的影响，导致保护作用失效。经过长期的发展，钢筋会产生严重的腐蚀问题。此外，碳化的发生也会导致混凝土硬度提升，但是强度会有所下降，导致截面折损的情况出现。本次桥梁的检测中，进行混凝土碳化检测时主要是通过钻孔检测方法，然后喷酚酞试剂的方式进行检查。经过检测确定，混凝土碳化深度平均为14.4 mm，由于其深度和钢筋保护层厚度相比是比较小的，所以碳化并不会给钢筋导致腐蚀的影响。

3 回弹法测试混凝土强度

在混凝土强度检测时，主要是通过回弹检测方式，进行T梁部件的检测，以抽查的方式进行。按照检测技术标准，做好各个结构部件的强度性能分析，根据检测规范开展各项操作，总计需要测量10个区域范围内的构件，每个测区面积20 cm×20 cm，每一个测量区域内设置有16个测量点，测试仪器采用ZC3-A型回弹仪。在测量过程中，需要在该16个测点中去掉最大的3个与最小的3个，剩余的10个回弹值做好数据处理工作，最终可以得到混凝土强度系数参数。因为该桥梁设计资料不存在，并不能确定混凝土设计强度性能。经过测量之后发现，该桥梁的结构部分的强度处于31.24～41.79 MPa之间。

4 钢筋锈蚀测试

钢筋锈蚀方面的检测主要是通过半电池电位试验方法来进行，这种方式进行钢筋、混凝土与混凝土表面设置有电极组合成为电位差进行必要的评价和分析。不管是钢筋混凝土结构尺寸大小，其保护层厚度的确定都可以应用该方式来确定钢筋的锈蚀情况。按照确定标准和原则，该桥梁存在着某种锈蚀问题，但是深度并不确定，有可能存在腐蚀的问题。在具体钢筋锈蚀测试的过程中，不仅需要对钢筋外保护层的抗腐蚀性检测，同时还需要对主体钢筋的抗腐蚀性检测，保证整体效果满足试验检测需求。

5 混凝土保护层检测

混凝土保护层的作用就是保护钢筋结构免受损坏，其厚度是非常均匀的，且会导致耐久性产生很大的影响。在该测量中，利用非损坏的方式就能够明确具体的钢筋检测位置，主要是通过现场的修正方式确定保护层的厚度参数。每个结构部件需要检测10个测量区域，可以通过该测点的检测可以明确具体的保护层厚度尺寸。因为本次桥梁的任何设计资料都不存在，假设该混凝土结构的保护层设计参数为30 cm。经过检测仪器的检测确定之后，发现该保护层的厚度的特征参数，设计参数在0.95以上，且保护层厚度方面实施耐久性分析发现其评定的标度为1。

6 桥梁检算

为了能够充分的了解该桥梁受力特点和因素，实施结构性能的分析，从而可以总结出断面恒载、活载等条件之下的内力参数，使得荷载顺利进行，也能够充分的了解桥梁的运行状态。本次在检测中采取的是同济大学Dr.Bridge建立的平面杆系模型，整个模型内选取的是直线桥梁结构形式计算确定的位移法展开分析，先在系统内建设有刚度矩阵的形式，然后是通过坐标转换方法可以产生总刚度矩阵的形式，可以形成荷载右端项，从而可以确定出位移列阵的方式，然后可以总结出节点位移数据，单元内力与支承反力。通过这个方面的基础性工作，可以在施工环节可以利用增量力量，然后就能够掌握结构效应方面的数据。桥梁技术检查之下，按照目前的设计标准、行业规范的要求，可以进行该桥梁的承载性能检测和分析。经过桥梁检算的分析，根据公路-Ⅰ级荷载之下的验算分析，主梁跨冲断面抗弯承载力、极限运行条件之下的裂缝宽度与截面抗剪承载力都无法达到公路-Ⅰ级的标准要求。因此，该桥梁检算后不能达到公路-Ⅰ级符合要求。

7 静载试验

该桥梁在进行静载试验的过程中，应用的是两台重量在13 t左右的三轴汽车模拟公路-Ⅰ级荷载的情况进行检测。考虑到该桥梁的加载工况的条件，按照试验检测目标、承载力确定方面等需要，在测量主梁跨冲最大正弯矩应变与挠度参数，经过荷载试验之下达到20%的标准，这就说明该桥梁并不是弹性工作条件下。在试验荷载的影响之下，发现主梁挠度系数大于1，明显超过了混凝土前的挠度校验系数n的最常应用参数0.7～1.0的下限值。这就表示本次桥梁中的竖向刚度并不能达到公路-Ⅰ级的要求。综合分析该桥梁中的主梁应变系数分析发现，断面混凝土结构中的变化也能够达到受弯构件的平面假设，主梁其主应力的校验系数最大可以达到9.46，完全能够超出了传统的应力参数确定的0.4～0.8之间，表示该桥梁根本无法达到公路-Ⅰ级的要求。

8 动载试验

动载试验环节根据需要做好如下两个方面的试验内容：桥面规定部位上安装加速度传感器装置，可以根据需要明确振动信号的采集处理，能够得到主梁振动频率形式，这些数据可以根据需要做好结构数据的分析和研究，然后能够明确具体的桥梁刚度、质量等方面的分布实际情况。

在现场进行车辆行驶试验分析：采用1辆总重为130 kN车辆以匀速的方式在桥梁中行驶，速度分别为1 0km/h、20 km/h，30 km/h，这三种速度分别需要在桥梁中往返行驶1次。经过桥梁表面的分析和处理，记录该桥梁在不同的行驶速度运行之下所存在的振动反应情况。在经过各项试验后，可以确定冲击系数，并且建立该系数和车速所存在的关系曲线，就能够明确具体的最不利车速情况。经过试验，可以总结出如下结论：桥梁自振频率f0=8.35 Hz，理论计算后可以确定该桥梁的自振频率f0=7.72 Hz，测量数据超过理论数据。在桥梁运行中所存在的冲击系数是不同的，能够达到的结果也不同，对于该桥梁所造成的影响是比较大的，且冲击系数会随着车辆行驶速度的升高而逐步的增大。在车辆行驶速度为30 km/h的条件下运行，冲击系数为1.4538，说明整个桥梁产生较大的振动，出现结构损害，平整度不足也是该问题所导致的。