桥梁工程检测与评定

第9章桥梁工程检测与评定-1-第9章桥梁工程检测与评定9.1桥梁工程试验检测的任务和意义9.1.1背景1.工程建设质量保证的需求近十几年来，我国公路交通事业发展迅猛。到2010年底，全国公路通车里程达400.82万km，其中高速公路7.41万km。公路桥梁近65.81万座、3048.31万延米，先后在长江、黄河、珠江、海上建成一批大跨径、深水基础的桥梁，使我国在长大跨径悬索桥、斜拉桥、拱桥和连续刚构桥建设方面跨入世界先进行列，成为桥梁大国。在公路建设中，为了加强公路工程施工质量管理，工程建设实行“政府监督、社会监理和企业自检”的质量保证体系，而各级质量监督部门、建设监理机构以及承担建设施工任务企业控制质量的主要手段则是依据国家和交通运输部颁布的有关法规、技术标准、规范和规程的试验检测，以确保监督、监理和自检工作的有效实施。2.科学养护管理的需求随着公路大规模建设的开展，桥梁数量迅猛增长，由于使用荷载、环境因素以及结构本身缺陷等的作用，桥梁使用性能衰退、结构安全与耐久性降低，致使桥梁适应性不足，甚至出现安全事故。从发达国家桥梁使用状况看，混凝土桥梁使用20～30年后，即出现安全与耐久性方面的问题。桥梁性能退化、承载能力不足、适应性不够，已成为世界各国普遍关心的问题，而土木工程结构实验与检测实用技术-2-通过先进、适用、有效的方法对桥梁结构进行合理的试验检测与诊断评定是对在用桥梁进行预防性养护管理，科学维修加固的重要手段。9.1.2桥梁工程试验检测的任务和意义近几年，苏通长江公路大桥、润扬长江公路大桥、杭州湾跨海大桥、东海大桥、西堠门大桥、青岛海湾大桥等一批具有国际先进水平的特大桥梁已经建成，马鞍山长江大桥、港珠澳大桥等许多特大桥正在建设，新桥型、新材料和新工艺在桥梁施工中得到了广泛应用。这些桥涵施工监控中的试验检测，桥梁状态的整体性能试验，以及各种桥涵施工质量控制、试验检测和在用桥梁的检查检测是公路部门试验检测技术人员必须完成的光荣而艰巨的任务。对于在施工中的大跨径悬索桥、斜拉桥、拱桥和连续刚构桥，为使结构达到或接近设计的几何线形和受力状态，施工各阶段需对结构的几何位置和受力状态进行监测，根据测试值对下一阶段控制变量进行预测和制订调整方案，实现对结构的施工控制，而试验检测是施工控制的重要手段。对于各类常规桥涵，施工前先要试验鉴定进场的原材料、成品和半成品部件是否符合国家质量标准和设计文件的要求，对其做出接收或拒收决定。从桥位放样到每一工序和结构部位的完成，均须通过试验检测判定其是否符合质量标准要求，经检验符合质量标准后方可进行下一工序施工，否则，就需采取补救措施或返工。桥涵施工完成后需全面检测并进行质量等级评定，必要时还需进行荷载试验，以对结构整体受力性能是否达到设计文件和标准规范的要求做出评价。对于新桥型结构、新材料、新工艺，必须通过试验检测鉴定其是否符合国家标准和设计文件的要求，同时为完善设计理论和施工工艺积累实践资料。第9章桥梁工程检测与评定-3-试验检测又是评价桥涵工程质量缺陷和鉴定工程事故的手段，通过试验检测为质量缺陷或事故判定提供实测数据，以便准确判别质量缺陷和事故的性质、范围和程度，合理评价事故损失，明确事故责任，从中总结经验教训。开展桥梁检测、评定与维修加固，是保证桥梁安全、路网畅通的重要措施。总之，桥梁试验检测是大跨径桥梁施工控制，新桥型结构性能研究，各类桥梁施工质量评定，在用桥梁养护管理工作的重要手段。认真做好桥梁试验检测工作，对推动我国桥梁建设水平，确保桥梁工程施工质量，提高建设投资效益，保障人民生命财产安全，都具有十分重要的意义。9.2桥梁工程试验检测的内容和依据9.2.1桥梁工程试验检测的内容桥梁工程试验检测的内容随桥梁所处的位置、结构形式和所用材料不同而异，应根据所建桥梁的具体情况按有关标准规范选定试验检测项目，一般常规试验检测包括以下内容：1.施工准备阶段的试验检测桥位放样测量。钢材原材料试验。钢结构连接性能试验。预应力锚具、夹具和连接器试验。水泥性能试验。混凝土粗细集料试验。土木工程结构实验与检测实用技术-4-混凝土配合比试验。砌体材料性能试验。台后压实标准试验。其他成品、半成品试验检测。2.施工过程中的试验检测地基承载力试验检测。基础位置、尺寸和高程检测。钢筋位置、尺寸和高程检测。钢筋加工检测。混凝土强度抽样试验。砂浆强度抽样试验。桩基检测。墩、台位置、尺寸和高程检测。上部结构（构件）位置、尺寸检测。预制构件张拉、运输和安装强度控制试验。预应力张拉控制检测。桥梁上部结构高程、变形、内力（应力）监测。支架内力、变形和稳定性监测。钢结构连接加工检测。钢构件防护涂装检测。第9章桥梁工程检测与评定-5-3.施工完成后的试验检测桥梁的总体检测。桥梁荷载试验。桥梁使用性能监测。4.在用桥梁试验检测桥梁几何形态参数测定。桥梁结构恒载变异状况调查。桥梁结构构件材质强度检测与评定。混凝土中钢筋锈蚀电位的检测。混凝土中氯离子含量的测定。混凝土电阻率的检测。混凝土碳化状况的检测。混凝土结构钢筋分布状况的检测。桥梁结构固有模态参数的测定。索结构索力的测量。桥梁墩台与基础变位情况调查。地基与基础的检测。9.2.2桥梁工程试验检测的依据公路桥梁工程试验检测应以国家和交通运输部颁布的有关公路工程的法规、技术标准、计施工规范和材料试验规程为依据进行，对于某些新结构以及采用新材料和新工艺的桥梁，有关土木工程结构实验与检测实用技术-6-的公路工程规范、规程暂无相关条款规定时，可以借鉴执行国外或国内其他行业的相关标准、规范的有关规定。我国结构工程的标准和规范可以分为4个层次。第1层次：综合基础标准，如《工程结构可靠性设计统一标准》（GB50153—2008），是指导制定专业基础标准的国家统一标准。第2层次：专业基础标准，如《公路工程技术标准》（JTGB01—2003）、《公路工程结构可度设计统一标准》（GB/T50283—1999），是指导专业通用标准和专业专用标准的行业统一标准。第3层次：专业通用标准。第4层次：专业专用标准。公路工程标准体系包括：综合、基础、勘测、设计、检测、施工、监理、养护与管理7大类。公路桥梁工程设计、施工和试验检测主要涉及的专业通用标准和专业专用标准包括以下内容：1.专业通用标准（1）《公路工程地质勘察规范》（JTGC20—2011）；（2）《公路勘测规范》（JTGC10—2007）；（3）《公路工程水文勘测设计规范》（JTGC30—2002）；（4）《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60—2004）；（5）《公路圬工桥涵设计规范》（JTGD61—2005）；（6）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62—2004）；（7）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63—2007）；第9章桥梁工程检测与评定-7-（8）《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025—86）；（9）《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50—2011）；（10）《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1—2004）；（11）《公路工程岩石试验规程》（JTGE41—2005）；（12）《公路工程金属试验规程》（JTJ055—1983）；（13）《公路工程集料试验规程》（JTGE42—2005）；（14）《公路土工试验规程》（JTGE40—2007）；（15）《公路桥涵养护规范》（JTGH11—2004）；（16）《公路桥梁技术状况评定标准》（JTG/TH21—2011）；（17）《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JFG/TJ21—2011）。2.专业专用标准（1）《公路斜拉桥设计细则》（JTG/TD65—01—2007）；（2）《公路桥梁抗风设计规范》（JTG/TD60—01—2004）；（3）《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/TB02—01—2008）；（4）《公路桥梁板式橡胶支座》（JT/T4—2004）；（5）《公路桥梁盆式支座》（JT/T391—2009）；（6）《桥梁球型支座》（GB/T17955—2009）；（7）《公路桥梁伸缩装置》（JT/T327—2004）；（8）《公路桥梁波形伸缩装置》（JT/T502—2004）；（9）《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T5224—2003）；（10）《预应力混凝土用钢丝》（GB/T5223—2002）；（11）《预应力用锚具、夹具和连接器》（GB/T14370—2007）；（12）《公路桥梁预应力钢绞线用锚具、夹具和连接器》（JT/T329—2010）；（13）《预应力混凝土桥梁用塑料波纹管》（JT/T529—2004）；（14）《桥梁结构用芳纶纤维复合材料》（JT/T531—2004）。土木工程结构实验与检测实用技术-8-9.3桥梁工程质量检验评定的依据和方法9.3.1桥梁质量检验的依据公路工程质量检验和等级评定是依据原交通部颁布的《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1—2004）（下文简称《质量检评标准》）进行的，该标准是公路桥梁工程质量等级评价的标准尺度，是公路质量监督部门进行质量检查鉴定、监理工程师进行质量检查认定与施工单位质量自检，以及工程交竣工验收质量评定的依据。对于部分省依据《质量检评标准》结合各自实际情况制定的本省《补充规定》或《质量管理指导意见》，质量检验评定时还应同时满足这些规定。《质量评定标准》包括检验标准和评定准则两部分内容。检验标准部分规定了检查项目、方法、数量及检查项目合格应满足的要求，评定准则部分规定了质量等级制度和如何利用检验结果进行评判的方法。按照《质量检评标准》对公路桥涵进行质量检验时，具体试验检测还要以设计文件和《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50—2011）的有关规定为依据。设计文件中对桥涵各部分结构尺寸、材料强度的要求是试验检测的基本依据，结构施工过程的工艺要求、施工阶段结构材料强度、结构内力和变形控制要以施工技术规范的有关规定为依据。对于新结构或采用新材料、新工艺的桥梁以及有特殊要求的桥梁，在《质量检评标准》缺乏适宜的技术规定时，在确保工程质量的前提下，可参照相关标准（国内外公路行业或其他行业的标准、规范）按照实际情况制定相应的技术标准，并按规定报主管部门批准。9.3.2桥梁质量等级评定的方法第9章桥梁工程检测与评定-9-桥梁质量等级评定首先应进行工程划分，然后按照“两级制度、逐级评定、按分定质”的原则进行评定。1.桥梁质量等级评定的工程划分《质量检评标准》按桥涵工程建设规模大小、结构部位和施工工序将建设项目划分为单位工程、分部工程和分项工程，对复杂工程，还可设立子分部工程。单位工程：在建设项目中，根据签订的合同，具有独立施工条件的工程，如独立大桥、中桥、互通式立交应划分为单位工程。分部工程：在单位工程中，应按结构部位、路段长度及施工特点或施工任务划分为若干个分部工程。分项工程：在分部工程中，应按不同的施工方法、材料、工序等划分为若干个分项工程。工程划分应注意规模均衡、主次区别、层次清晰，避免“高分低质”的现象。表9-1和表9-2中给出了《质量检评标准》中关于公路桥涵质量等级评定工程划分的规定，其中小桥和涵洞被划分到路基单位工程。表9-1单位工程、分部工程和分项工程的划分单位工程分部工程分项工程桥梁工程（特大、大、中桥）基础及下部构造*（每桥或每墩、台）扩大基础，桩基*，地下连续墙*，承台，沉井*，桩的制作*，钢筋制作加工安装，墩台身（砌体）浇筑*，墩台身安装，墩台帽*，组合桥台*，台背填土，支座垫石和挡块等上部构造预制和安装*主要构件预制*，其他构件预制，钢筋加工及安装，预土木工程结构实验与检测实用技术-10-单位工程分部工程分项工程应力筋的加工和张拉*，梁板安装，悬臂拼装*，顶推施工梁*，拱圈节段预制，拱的安装，转体施工拱*，劲性骨架拱肋安装*，钢管拱肋制作*，钢管拱肋安装*，吊杆制作和安装*，钢梁制作*，钢梁安装，钢筋防护*等上部构造现场浇筑*钢筋加工及安装，预应力筋的加工和张拉*，主要构件浇筑*，其他构件浇筑，悬臂浇筑*，劲性骨架混凝土拱*，钢管混凝土拱*等总体、桥面系和