公路桥梁钢筋混凝土试验检测技术应用研究

别宗霖

（陕西新西商工程科技有限公司，陕西 西安 710000）

0 引言

高速公路建设项目中，桥梁工程占据着重要地位，作为公路运输的主要纽带之一，对周边区域的经济建设具有重要意义，需采取各类措施确保桥梁工程施工质量。钢筋混凝土是桥梁施工的主要材料，需要对钢筋混凝土进行质量检测，以提高桥梁施工质量。本文研究公路桥梁钢筋混凝土试验检测技术，围绕桥梁钢筋混凝土试验检测要点进行展开，并在具体工程中展开应用。

1 公路桥梁钢筋混凝土试验检测要点

1.1 材料检测

桥梁工程中结构材料的主要检测对象为钢筋和混凝土，公路桥梁中常用的钢筋材料主要以碱性混凝土为主，当碳化深度达到一定程度时，钢筋失去保护作用而逐渐腐蚀，导致桥梁安全性降低。通常当混凝土碳化深度越高时，其表面硬度越大，则强度会降低，进而影响公路桥梁的整体质量。公路桥梁的钢筋检测主要是检测其腐蚀性，常用检测方法为直接法和间接评价法两种，其中直接法是利用半电池电位法，根据钢筋锈蚀的化学反应得到钢筋锈蚀程度，对比钢筋的半电池电极和混凝土表面电极间的差值大小，以得出钢筋的锈蚀活化程度。间接评价法主要是根据钢筋的存在环境特点，间接评价出钢筋的腐蚀状态。

1.2 结构特征和受力性能检测

在恒载和活载基础上通过结构分析，得出桥梁钢筋混凝土的受力极限大小，进而对钢筋混凝土的结构特征和受力性能进行检测。利用平面关系曲线模型得出结构特征和受力性质，再计算出钢筋混凝土的结构受力，结合单元刚度矩阵和坐标转化关系得出钢筋混凝土的节点位移、单元内力及支撑力大小，最后结合荷载试验得出桥梁钢筋混凝土的承载能力。

1.3 整体性能检测

（1）静载试验检测技术

公路桥梁工程的整体性能直接决定着其使用性能和承载能力，根据公路桥梁内部各处受力差异原理，结合静载试验可对其整体性能进行检测。试验前确定好各试验孔，试验孔的确定原则包括施工质量最差且缺陷最多，最不利于公路桥梁受力等，试验孔确定完毕后结合公路桥梁实际承载能力来制定出最为合理的设计方案。检测过程中利用仪器观测分析各加载分级中控制点的变形和破损情况并进行对比。

（2）动载试验检测技术

采用动载试验检测技术可有效对公路桥梁钢筋混凝土结构的稳定性进行综合评价，可有效的将试验和实际相结合，得到公路桥梁钢筋混凝土的振动频率，进而得出其稳定性。结合公路桥梁的阻尼比综合分析钢筋混凝土的稳定性和抗压性。进行动载试验检测时，应针对不同位置处的振动状态进行个性化分析，以实现全方位的评价分析。

1.4 内部缺陷和表层损伤

由于外界环境因素的长期影响，公路桥梁钢筋混凝土容易出现裂缝和损坏问题，此时通常采用超声法对钢筋混凝土内部的缺陷和损伤进行检测，根据超声波在传播中遇到缺陷处产生绕射的原理，结合超声波声程和声时的变化可评价出缺陷程度，该方法无需钻芯就可实现检测，起到无损检测的效果，可对桥身进行一定程度的保护。

图1 超声波检测技术原理示意图

2 工程应用

2.1 工程概况

凤永高速公路彬长段建设项目全线长52.69km，设计行车速度为80km/h，路基宽度为25m，双向四车道设计，公路全线桥隧比共计17.1%，由于所处地区沟壑纵横，地形地势复杂，给公路施工带来极大的难度和挑战。由于桥梁的主要施工材料为钢筋混凝土，钢筋混凝土的质量检测结果和指标直接影响整个桥梁的稳定性和结构强度，因此需及时对桥梁钢筋混凝土的内部结构特征进行试验检测处理。为提高桥梁的施工质量，以该高速公路冲沟中桥工程为例进行研究，桥梁全长82m，结构形式设计为多跨连续箱梁，共分4 跨每跨长20m，现研究决定采用动静载试验检测技术对桥梁各处钢筋混凝土的质量缺陷、碳化深度及结构强度进行试验检测。

2.2 钢筋混凝土试验检测

2.2.1 静载试验

公路桥梁结构的静载试验主要分为上下结构试验，将静止的荷载作用施于桥梁测试结构位置，得到其应变、静力位移、裂缝等参量，进而评价出在荷载作用下桥梁钢筋混凝土的使用效果和工作性能。静载试验通常可分为试验准备阶段、试验加载与观测阶段以及测试数据分析阶段，其具体如下：

（1）试验准备阶段

首先对桥梁工程相关的资料进行收集，主要有设计文件、监理记录、施工计量、既有试验资料、环境因素以及交通量等，做到对桥梁状况进行一个全面的了解。同时对桥梁各处钢筋混凝土外观现状进行宏观判断，结合理论计算分析技术获得结构设计内力和试验荷载效应，以确定后续试验实际效率，并将荷载效应计算结果与实际测试值进行对比。接着对试验方案进行制定，其中包括仪器选定、方案设计、测试内容以及观测方法，并对各项设备、元件及仪表进行安装调试。

（2）试验加载与观测阶段

静载试验的中心环节为试验加载和观测，准备工作完成后，结合制定的试验方案进行加载处理，根据测试仪器得到结构受力后的应变、裂缝、挠度等性能指标，再与理论计算结果进行对比，以评价结果性能的正常程度。

2.2.2 动载试验

动载试验主要是采用激振的方式对桥梁钢筋混凝土结构产生振动，得出桥梁结构的振型、阻尼比、动力响应、固有频率等参量，进而评价钢筋混凝土结构的整体强度和刚度。动载试验的试验程序与静载试验大致相同，但动载试验主要是将桥梁结构处于振动状态，采用振动测试仪器来进行试验检测，再采用软件对数据信息进行收集分析，可全面得出桥梁钢筋混凝土结构物的工作性能。

2.3 试验检测结果

（1）桥面板混凝土检测

通过检测得到钢筋混凝土的碳化深度在0～2mm 之间，其碳化影响不大，混凝土强度推定值为39.5MPa，满足钢筋混凝土设计强度等级要求。桥面板底部的裂缝分布较多，且数量和宽度较大，主要集中在桥面板底面跨中区域附件，且裂缝主要为横向贯通，宽度在0.09～0.11mm 之间。

（2）板间铰缝检测

通过静动载试验得到桥面板中铰缝渗水和钙化问题严重，且钢筋混凝土密实度不够，存在多处破损，同时铰缝处板底存在较多高差较大部位。

（3）桥面板其他检测

由于桥面板和盖梁间无支座结构，板底砂浆垫层出现多处脱落和脱空现象，且破损部位较多。桥面板病害包括桥面板裂缝、露筋、锈蚀、板铰缝破损、渗水等。

3 结语

钢筋混凝土质量直接影响着公路桥梁的整体质量和安全，因此需采用合理的试验检测技术进行处理。本文基于该原理，对公路桥梁钢筋混凝土试验检测要点进行了分析，并在实际桥梁工程中进行应用，试验检测结果可为同类桥梁钢筋混凝土检测应用提供参考借鉴。