公路桥梁工程钢筋混凝土试验检测技术及相关管理问题研究

2021-06-25陈娅

运输经理世界 2021年36期

陈娅

（苏交科集团检测认证有限公司，江苏南京 211112）

0 引言

公路桥梁投资较大，造价成本极高，但在推动社会经济发展、交通进步等方面的作用十分突出。为了保证项目的安全使用，采用混凝土桥梁试验检测技术对其质量进行把控，非常必要。在公路桥梁工程的建造过程中，钢筋混凝土作为组成公路桥梁主体结构的重要部分，对公路桥梁的整体质量有着非常大的影响，公路桥梁钢筋混凝土的试验检测技术则是保障公路桥梁安全运行的重要手段。只有正确使用钢筋混凝土试验检测技术，才能更好地判断公路桥梁的状态，从而对公路桥梁进行及时养护。

1 用钢筋性能检测方法分析钢筋混凝土

用钢筋性能检测方法检测钢筋混凝土，主要包含力学性能、锈蚀程度、延展性和弯曲能力这几个方面，通过对这几个方面的把控，可以了解钢筋混凝土的综合情况，见图1。

图1 钢筋性能检测方法检测钢筋混凝土

1.1 检测力学性能

在对钢筋混凝土用钢筋性能进行检测的过程中，首先要对钢筋的力学性能进行检测。对钢筋混凝土而言，钢筋的力学性能决定着混凝土的稳定性、牢固性与最大荷载。一般来说，钢筋力学性能检测的方法以钢筋屈服强度与抗拉强度这两项为主，需要由检测人员对钢筋混凝土进行合理采样，并在采样后及时加固整体结构，这样才能将所选的样本投入试验检测中。

一部分建筑工程单位为了减少混凝土结构的配筋率，会采用高强度钢筋。但实际上，钢筋强度并非越高越好，强度过高的钢筋除了会导致建筑工程成本大幅提升外，还会导致钢筋混凝土构件自身的重量上升，进而对工程整体结构造成更大的压力。因此，只有选择合适的钢筋进行力学性能的检测，才能更好地保障建筑物的整体性能[1]。

1.2 检测锈蚀程度

工程建筑投入使用后，难免会受时间、气候等因素的影响，出现钢筋腐蚀的情况，降低建筑结构的安全性。一般来说，在对钢筋混凝土结构的钢筋锈蚀强度进行检测时，常用的检测方法为电阻法。借助钢筋内部不同位置之间的电势差，形成电流，进而通过电流的表现获得钢筋在不同锈蚀程度下展现的特征。因此，只有借助电阻法加强对钢筋锈蚀程度的检测，才能更好地挑选性能优秀的钢筋，保障建筑结构的安全。

1.3 检测延展性与弯曲能力

在钢筋混凝土结构中，钢筋自身的延展性与弯曲能力能够为钢筋混凝土结构提供良好的抗形变与抗弯曲能力，从而更好地保障建筑结构的安全。因此，对钢筋的延展性与弯曲能力的测试也是非常重要。在实际检测过程中，检测钢筋延展性的方法主要是通过将钢筋拉断，而后检测钢筋在拉断后的伸长率；对钢筋弯曲性能的检验则是借助弯曲试验机，观察钢筋在弯曲90o或180o后，是否会出现断裂或裂纹，从而判断钢筋的延展性与弯曲能力。

2 钢筋混凝土检测过程中需要注意管理问题

在对钢筋混凝土进行检测的过程中，由于钢筋的性能会对工程的整体质量造成巨大影响，甚至关系到工程整体的安全，所以，需要严格要求参与钢筋检测工作的工作人员，除了必须持有行业认证的检测证书外，还应根据钢筋型号的不同，选择正确的检测方法。除此之外，钢筋检测设备也是决定检测结果的重要因素。因此，检测单位需要定期对设备进行维护与保养，并及时更换不符合要求的设备，才能保证钢筋检测结果的准确性。在实际的检测过程中，无论是哪一项检测项目，检测人员都应严格按照检测步骤执行，避免出现步骤简化的行为，从而避免将不合格的钢筋质量判定为合格[2]。否则，单凭以往的工作经验进行检测，可能会出现错误。因为每个工程的实际情况有所不同，在针对具体工程中的钢筋混凝土进行试验检测时，要结合具体的工程情况，有针对性地按照要求进行检测。

3 钢筋混凝土试验检测技术的应用管理

现阶段，我国的钢筋混凝土桥梁技术经过多年发展已经趋于成熟，但与国外的先进技术相比，仍然存在一些差距。对路桥的试验检测技术手段不够严谨、部分技术人员的质量意识淡薄、缺乏相关的试验检测理论等，都会造成整体的工程质量失控，加重后期的维修成本。现阶段的检测方法有些较为单一，例如，对混凝土路面缺陷的检测，大部分还需要人工目测，评估方法有待完善。

此外，在施工检测过程中的检测程序也不够合理，虽然执行了相关的检测程序，但是因为赶工期等诸多原因，往往在检测报告出具前，就已经进入下一道工序了，致使检测失去了作用。

公路桥梁试验检测的内容主要包括相关的材料检测、外观检测、整体性能检测、裂痕和损伤检测、结构特征和受力性能检测，如图2所示。所以，要对这些方面做好全面把控，才能提升整体的检测质量，让钢筋混凝土桥梁试验检测技术发挥成效。

图2 钢筋混凝土试验检测技术的应用流程示意图

3.1 桥梁施工材料检测管理

在进行钢筋混凝土桥梁试验检测的过程中，第一步就是对桥梁结构中使用到的各种原材料，采取有效的检测措施进行检测，通过对钢筋混凝土材料的碳化指标、强度指标等进行检测，判断桥梁工程建设过程中混凝土构件的整体质量。其中，检测钢筋混凝土结构强度最常见的检测方法，是对混凝土强度进行检测，具体的检测方法可以分为回弹法、抗拔法、超声回弹法等多种方法。而在具体的检测过程中，工程人员需要根据工程的具体情况制定出可行的施工方案，并在完成混凝土构件的加工后，对其进行一定时间的养护，而后再检测。为了保护好钢筋混凝土的钢筋结构，施工人员还应在一定程度上加强钢筋材料与混凝土材料之间的距离控制，以此对钢筋结构起到更好的保护效果。除此之外，工程人员还可以通过确定混凝土构件内的碳化深度与尺寸，保证混凝土构件的硬度、强度与其有效横截面积。

3.2 外观检测管理

在对钢筋混凝土桥梁进行检测的过程中，针对外观方面的检测主要包括四部分，分别为检测桥梁质量外观缺陷、检测桥梁混凝土碳化深度、检测桥梁钢筋锈蚀程度以及检测混凝土保护层的厚度。其中，对于桥梁外观方面的质量问题，需要相关检验人员结合我国现行的《城市桥梁养护技术规范》（CJJ 99—2003）与桥梁工程结构构件分类，开展相应的检验，并根据测试结果对桥梁的健康指数进行评分；在检测桥梁混凝土碳化深度的过程中，需要对施工现场的混凝土进行钻孔，而后通过在混凝土表面喷洒酚酞试剂，并观察喷洒后未发生变色反应的部分，从而判断混凝土的碳化程度；在对桥梁混凝土内钢筋的锈蚀程度进行检测时，通常采用半单元电位法，借助对钢筋、混凝土与混凝土表面参考电极形成的电位差的测量，判断钢筋的锈蚀情况。虽然半单元电位法无法准确检测钢筋的锈蚀程度，但可以将钢筋混凝土作为一个整体进行电位差的测量，因此适用于任何厚度的钢筋防护涂层的腐蚀检测；在对混凝土保护层的测试过程中，为了延长钢筋混凝土的使用寿命，需要用无损检测法对钢筋的位置进行检测，并通过多点检测、现场修正的方式，确定混凝土保护层的整体厚度。

3.3 桥梁整体性能检测管理

在对钢筋混凝土桥梁的整体性能进行检测的过程中，使用的检测方法是通过在不同受力的情况下对桥梁进行分析，即动载试验与静载试验。其中，动载试验需要理论与试验技术相结合，对车辆通过桥梁时引发的桥梁震动情况进行判断，从而获取桥梁结构的动力性能与动载作用情况。在此过程中，检测人员尤其需要注意的是，对桥梁试验过程中产生动力效应较大的构件的控制截面进行检测；而静载试验则是一种采用静止车辆对桥梁施加荷载，并通过桥梁的应变状态判断桥梁的整体能力的检测方法，需要检测人员在试验开始前，全面了解桥梁工程的实际基础，并对桥梁内应力界面进行合理设置，进而提升检测数据的准确度。

3.4 桥梁裂痕与损伤检测管理

在桥梁建设完成并交付使用一段时间后，由于交通运输承载、外界气候影响等问题，很容易使桥梁发生损伤、裂缝等问题。因此，对桥梁的损伤与裂痕的检测也是一项非常重要的工作。在对桥梁的裂痕与损伤进行检测的过程中，工作人员需要结合桥梁材料的特性与红外线辐射的特性，对桥梁的损伤状况进行合理的、全面的检测。此外，在检测过程中，热成像技术、射线探伤技术等也是检测桥梁裂痕与损伤时常用的检测方法。在运用热成像技术进行检测时，工作人员需要预先标明桥梁内部的钢筋与孔道，以免降低热成像检测的准确率；在使用射线探伤技术进行检测时，则需要工作人员预先做好桥梁结构的分析，并按照相应的步骤进行操做，以此减少对作业人员的影响。

除了以上几种方法外，超声波检测技术也是一种近年来常用的桥梁裂痕、损伤检测技术，只需要一面检测通路，就能够完成对桥梁内部的裂痕、损伤与钢筋及塑料管道的空洞的探查工作，因此具有非常高的安全性。

3.5 结构特征与受力性能检测管理

在对钢筋混凝土桥梁进行结构特征与受力性能检测的过程中，检测人员需要对桥梁的结构展开有效分析，并基于桥梁结构获得桥梁活载与恒载作用的设计内力，以此为桥梁状态的判定与荷载试验的开展提供依据。在此过程中，检测人员可以尝试应用平面杆件模型，分析桥梁的结构特点与应力性能，而后采用位移法计算先行桥梁的结构，在单元刚度矩阵中借助坐标变换，得出总刚度矩阵，并在此基础上求出结构的唯一参数。借助这样的检测方法，技术人员就能够推导出桥梁工程结构的最终结果[3]。

钢筋混凝土桥梁试验检测技术的应用、管理情况，能够帮助整个钢筋混凝土桥梁试验发挥积极作用。

4 钢筋检测技术的发展前景

随着科学技术的发展，钢筋检测技术也出现了飞速发展，越来越多的新技术被应用到工程检测过程中，使人们可以更加清晰、准确地确认钢筋混凝土构件的状态并进行及时修复。互联网技术的发展和其他产业的融合，也为钢筋混凝土检测技术的进步提供了新的方向。比如，将检测技术与互联网技术进行结合，使钢筋混凝土检测资源可以通过互联网实现网络共享。除此之外，还有一些其他技术，也能推动钢筋混凝土试验检测技术的进步，无人机技术就是其中之一。

在一些建筑工程建设完成后，一些特殊位置的钢筋混凝土构件是很难依靠人力进行检测的，但如果将无人机技术、互联网技术与钢筋检测技术相结合，使用搭载了检测设备的无人机飞到人力难以检测的区域进行检测，通过互联网技术将检测数据发送至接收终端，再由检测人员对检测数据进行分析、上传，就能够在获取更精准的检测信息的同时，为其他地区的钢筋混凝土检测工作的开展提供相应的帮助。随着科学技术的发展，钢筋混凝土检测技术的发展与应用将进一步落实，进而为我国建筑工程行业的发展作出更大的贡献。我国需要不断引进先进国家的钢筋混凝土桥梁试验检测技术，然后根据国内的建筑要求，有针对性地进行调整，帮助我国的建筑行业实现高质量的发展。