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既有桥梁与码头检测评估技术的探讨

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1.1  桥梁

桥梁主要由桥面系、上部结构、下部结构三个方面组成。桥面系、下部结构各种类型桥梁变化不大,上部结构的结构体系可分为梁桥、拱圈、斜拉桥、悬索桥等。桥梁按组成部分又分为“五小构件“五大构件”。五小构件均为桥面系部门,即桥面铺装、伸缩缝、排水设施、栏杆及人行道、照明及标识;五大部件为桥梁主要承重结构,包括桥跨结构、支座、桥墩、桥台及墩台基础。

1.2码头

码头按结构形式,可分为重力式码头、板桩码头、高桩码头和混合式码头等。按组成部分,可分为主体结构和码头附属设施两部分。

主体结构又包括上部结构、下部结构和基础,上部结构可分为胸墙、帽梁、承台或梁板,下部结构主要为墙身、基床、板桩墙及桩。附属设施主要包括防冲设施(护舷、防冲桩、防冲簇桩等)、系船设备(系船柱、系船环、系船浮筒等)、工艺设施(轨道结构、供水供电管沟、扶梯、阶梯)、安全设施(护轮坎、系网环)及码头路面。

2  病害类型

2.1  桥梁病害

桥梁的病害类型按构成部分可分为桥面系、桥跨结构及下部结构三个方面。

桥面系主要是“五小构件”方面的病害,包括构件的破损、开裂、变形、失效、缺失等方面。

上部结构,除了通病(如蜂窝、麻面、缺棱、掉角、渗水、碳化、锈蚀、剥落等)外,按结构体系病害内容有所不同。梁桥主要是构件的变形开裂、结构位移、横向联系的可靠度;拱圈主要是主拱圈的变形、拱脚位移、拱圈砌块的断裂、压碎、灰缝松散、拱上建筑的开裂剥落、开裂和错位,立柱的倾斜、吊杆索力异常、锚头及锚固区的状况等;斜拉桥主要是桥塔的变位、锚固区的开裂、渗水、拉索索力及线性异常状况、拉索护套、锚具及周边锚固区情况、钢护筒的积水、橡胶圈老化、阻尼器的变形等;悬索桥主要是桥塔的变位、主缆线形、吊索索力、锚头及锚固区的状况、索夹的缺失损伤、索鞍上下座板的位移、锚碇、索股锚杆及桥梁的气动外形是否发生改变;钢桥主要是构件的变形变位、焊缝质量、螺栓连接质量等。

支座病害主要为缺失、脱空、错位、老化、开裂、剪切变形、螺栓松动、支座垫石开裂、破损及限位质量情况。

下部结构病害除了通病(如蜂窝、麻面、缺棱、掉角、渗水、碳化、锈蚀、剥落等)外,主要为墩台及基础的变位、台背填土的沉降或挤压鼓起、基础冲刷、锥坡护坡的缺陷及冲刷等情况。

2.2  码头病害

码头的病害类型可按照整体稳定性、结构损伤和附属设施三个方面。

整体稳定性主要是码头的沉降、位移和倾斜。结构损伤主要包括混凝土结构裂缝、破损、碳化、锈蚀、钢材劣化等。附属设施主要缺陷为系船柱螺栓及底座松动情况、系船环的残缺情况。

3  检测检查和评定

3.1 公路桥梁的检测检查与评估

根据《公路桥涵养护规范》(JTG 5120-2021),公路桥梁检查分为5类,评定包括2类。

公路桥梁检查主要包括:

1初始检查:主要针对新建或改建桥梁。初始检查与交工验收同时进行,最迟不得超过交付使用后1年。其主要目的是建立桥梁档案,为后续经常检查、定期检查、特殊检查及桥梁评定的基准。

2)日常巡查:主要以乘车目测为主,做好巡检记录;检查频率应根据桥梁养护等级和技术状况确定。

3)经常检查:经常检查主要采用目测方法,并辅以简单设备(望远镜、照相机、摄像机,以及扳手、铲子、锉刀等工具)来进行检查和记录。

4)定期检查:较之经常检查,定期检查需要辅以必要的测量仪器,强调“应接近各部件仔细检查其缺陷情况”。检查前要认真查阅有关技术资料、初始检查报告及历次定检报告,做好人员、设备等准备,落实安全保障措施。对于需要限制交通或关闭交通的桥梁应及时报告并提出建议。

5)特殊检查:当桥梁出现定检难以判断构件损伤程度、提高荷载等级、判明水中基础技术状况、遭受灾害或重车等异常情况造成损伤时,应进行特殊检查,检查内容应包括材料的理化试验、结构的强度、刚度、稳定性的检算、试验和鉴定等。

公路桥梁评定主要包括:技术状况评定和适应性评定。技术状况评定可分为1类、2类、3类、4类、5类;适应性评定可以分为承载能力评定、通行能力评定、抗灾害能力评定、耐久性评定4个方面。

3.2 城市桥梁的检测检查与评估

根据《城市桥梁养护技术标准》(CJJ 99-2017),城市桥梁检测分为3类,评估包括2类。

城市桥梁检查检测主要包括:

1经常性检查:主要以目测为主,对结构的变异、桥梁及桥梁安全保护区域施工作业情况和桥面系、限载标志、限高标志、交通标志及其他附属设施等情况进行日常巡检。

2定期检测(常规、结构):常规定期检测以目测为主,并配备照相机、裂缝测宽仪、探查工具及辅助器材等必要的量测仪器和设备。结构定期检测检测应根据桥龄、交通量、车辆载重、桥梁使用历史、已有技术评定、自然环境以及桥梁临时封闭的社会影响制定详细方案,检测的内容包括查阅历史资料、变形检测、材料退化情况、结构检算、分析原因,必要的时候进行荷载试验。

3特殊检测:桥梁定检难以判明安全、遭受灾害、提高等级、超过设计年限需延长使用、材料加速退化、常规定检中不合格级的桥梁或D级、E级桥梁。

城市桥梁评定主要包括:结构检算;荷载试验,分为鉴定性荷载试验(确定结构实际承载力)、验收性荷载试验(验证结构承载能力符合设计或相关标准要求)。

3.3 港口码头的检测检查与评估

根据《港口设施维护技术规范》(JTS 310-2013),港口设施的检测分为四类。

1)定期检查:对港口设施的使用情况、上部结构外观变化和附属设施状况进行的周期性检查。主要以目测为主,发现设施明显损坏、影响正常使用时,及时向设施管理部门报告。

2)定期测量观测:包括港区控制与地形测量、主要设施变形观测、水工建筑物前沿冲刷或回淤观测、进出港航道、港池、锚地水深及水流测量等。

3)定期检测:采用相应的仪器、设备和专用工具对结构的变形、损坏及劣化程度进行定性和定量检测。

4)特殊检测:在定期检测中发现重大问题、难以判明主体结构安全与否及遭受灾害或事故造成结构及主要构件损伤,可能危及结构安全时应进行特殊检测。主要是根据设施的损坏状况、检测内容和性质,采用仪器设备进行现场测试、荷载试验、室内辅助试验和计算校核等手段,对设施进行详细检测和综合分析。

港口码头的技术状况评定分为主要设施及附属设施,港口主要设施技术类别(状态)分为一类(好)、二类(较好)、三类(较差)、四类(差)、五类(危险),码头系靠船和防护等附属设施的技术类别(状态)分为二类(较好)、四类(较差)。

码头结构评估分为三类:安全性评估、适用性评估、耐久性评估。评估等级均为A、B、C、D四个等级。


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