桥梁工程设计中安全耐久性及检测技术探讨

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1、桥梁工程设计中安全耐久性及检测技术探讨　　摘要：国家现行规范要求桥梁设计提出的要求是适用、经济、安全、美观，而现今桥梁安全性和耐久性不足已成为迫切需要解决的问题。本文简析桥梁设计中的问题及桥梁检测的必要性和未来的发展趋势。关键词：桥梁工程；检测技术；耐久性；桥梁安全中图分类号：U445文献标识码：A一、桥梁安全性、耐久性差的主要原因1.1施工和管理水平低国内外多座桥梁的突然破坏与倒塌，已使工程界对桥梁安全性问题倍加关注。一般的看法认为当前的工程事故主要是野蛮施工和管理腐败所导致。对于短期内发生的诸如突然破坏与倒塌，多是由于施工质量没有达

2、到规范和设计要求，典型的问题包括材料强度不足和施工工艺不合格等；也有个别桥梁存在诸如偷工减料、以次充好等严重的管理问题，更是对桥梁安全造成致命的损害。8而大量的桥梁在远没有达到预期使用寿命时，出现了影响正常使用的病害与劣化；特别是一些桥梁在只使用了几年、甚至刚建成不久就出现严重的耐久性不足的问题，这也与施工质量低下有重要关系，典型的问题有钢筋保护层不足及目前广泛存在于施工现场的严重的构件开裂问题（主要原因包括：水泥选用、混凝土配合比、振捣、养护不当及预应力施加不合理等）。这些施工上的缺陷虽然短期不会对桥梁的正常使用产生明显的影响，但却会

3、对结构的长期耐久性产生非常不利的危害。1.2设计理论和结构构造体系不够完善在承认施工存在问题的同时，也不可否认，在桥梁设计领域，特别是关于桥梁施工和使用期安全性的问题还有许多可以改进的地方。结构设计的首要任务是选择经济合理的结构方案，其次是结构分析与构件和连接的设计，并取用规范规定的安全系数或可靠性指标以保证结构的安全性。8许多设计人员往往只满足于规范对结构强度计算上的安全度需要，而忽视从结构体系、结构构造、结构材料、结构维护、结构耐久性以及从设计、施工到使用全过程中经常出现的人为错误等方面去加强和保证结构的安全性。有的结构整体性和延性

4、不足，冗余性小；有的计算图式和受力路线不明确，造成局部受力过大；有的混凝土强度等级过低、保护层厚度过小、钢筋直径过细、构件截面过薄；这些都削弱了结构耐久性，会严重影响结构的安全性。不少桥梁、虽然满足了设计规范的强度要求，仅用了5～10年就因为耐久性出了问题影响结构安全。结构耐久性不足已成为最现实的一个安全问题，设计时要从构造、材料等角度采取措施加强结构耐久性不同的环境和使用条件、不同的设计对象都会对结构体系提出不同的布局和构造等方面的要求。规范再详细也不能包罗本应由设计人员解决的各种问题、规范更新得再快也适应不了新认识、新技术、新材料快

5、速发展对结构提出的各种新的要求。因此，合理可靠的结构设计除了满足规范的要求外，还要求设计人员具有对结构本性的正确认识、丰富的经验和准确的判断。二、桥梁工程检测的必要性(1)缺乏设计、施工资料的桥梁；(2)施工质量较差，不符合设计要求的桥梁；(3)桥梁竣工经过运营一段时间后发现较严重的病害，影响其承载能力；(4)桥梁施工质量较好，运营情况也良好，但希望提高其允许的承载能力；(5)需要通过超设计标准的特殊荷载车辆检测工作。三、桥梁工程的检测技术3.1桥梁基础检测8桥梁的基础检测技术包括基桩成孔检测，它可获得孔径、孔底沉渣、倾斜、深度等参数：

6、桩身质量采取超声波、反射波、单桩静载、钻孔取芯等检测方法检测：立柱、墩身承台则采用回弹法、超声回弹法及取芯法。诸多检测方法中除钻孔取芯法外，已有先进的仪器和科学的理论来保证检测数据的真实有效，在此重点来探讨钻孔取芯检测技术。钻芯检测其核心技术是芯样的钻取，取得的芯样质量好坏直接关系到对整个结构的质量评价的准确性。例如影响桩身完整性及质量的缺陷有：断桩、夹泥桩、缩径、桩底沉渣太厚、混凝土离析、胶结差、强度不足等。取芯过程中，如遇到钻进速度突然加快，则可能钻遇断层、夹层、混凝土严重离析层、缩径层、灌注时坍落进入桩身的砂土等，遇此情况应立即停

7、钻，测量孔深位置，记录异常情况后，才可继续钻进穿过病害层并取出相应层位的芯样。对存在局部缺陷的桩，如夹泥、缩径等，因缺陷范围只占部分桩截面，则取芯孔可能未穿过该缺陷部分，导致不能发现缺陷，从而留下事故隐患。对此，当施工过程或无破损检测怀疑桩基有此类缺陷，就应增加钻芯孔数。钻孔位置布置时可将孔位偏向外侧，并按等距离布置三个钻孔取芯点，这样才能比较准确反映此类桩的缺陷情况。钻孔布置一般不宜在桩截面中心也不能太靠近边缘，且钻孔要始终保持垂直钻进，以此来避免碰上钢筋笼后无法钻进或钻眼斜出桩体外而取不到芯样的情况发生。3.2静载检测技术静载试验检

8、测桥梁的8项目通常包括挠度(结构)、沉降(支座以及桥台)、托工程度(结构)、裂缝(桥面)等各项指标。进行静载试验时，最重要的是试验点的选取。凡是所选取的试验点，必须是能满足试验目的的点，同时也是具备代表性能