3 桥梁检查、监测与评定 ============================================== .. raw:: html
3.1.1 因桥梁规模、技术状况、运营环境及所处公路等级的不同,各级公路桥梁的养护需求和养护资源亦有所不同。对桥梁检查等级进行分级,细化桥梁的养护要求,适应不同的养护需求,实行差异化的养护检查频率,起到合理配置养护资源的作用。本规范借鉴的现行《城市桥梁养护技术标准》(CJJ 99)及部分城市的桥梁养护地方标准,是根据城市桥梁在道路系统中的地位,遵循“保证重点,养好一般,区别对待”的原则,将城市桥梁养护等级分为Ⅰ等、 Ⅱ等、 Ⅲ等,根据等级遵循不同巡检周期和养护技术要求。本规范养护检查等级的提出主要用于指导桥梁养护资源的投入,指导桥梁检查、检测周期等养护工作安排。
3.1.2 桥梁检查在原规范检查类型的基础上,增加了初始检查和日常巡查。
初始检查是桥梁建成或改造后的首次检查,反映桥梁的初始技术状态,作为日后各项检查与评定的基准,是桥梁养护工作的基础。原规范第3.3.1条规定“新建桥梁交付使用一年后,进行第一次全面检查”,已明确提出了第一次检查的时间要求,但未对检查内容作具体规定。本次修订,结合国内桥梁养护现状与需求,和国外桥梁检查类型的调研成果,在桥梁检查类型中增加初始检查,并作出具体的要求。
日常巡查在《公路养护技术规范》(JTG H10-2009)第5.1.3条已明确规定:“应加强桥涵的日常巡查。桥涵日常巡查是桥涵日常工作的重要内容之一,应予以充分重视,发现隐患或病害应及时处治。”目前很多公路桥梁管养单位已将日常巡查纳入长大桥梁、重要桥梁的养护工作中,取得了良好的效果;同时近年来桥梁遭受自然灾害、车船撞击等突发情况而破坏的事件时有发生,增加桥梁日常巡查是非常必要的。
3.2 初始检查 --------------------------- .. raw:: html3.2.1 初始检查的目的是采集桥梁的基础状态数据,建立桥梁技术档案,作为后期经常检查、定期检查、特殊检查及桥梁评定的基准。通过初始检查,可以确定桥梁各构件的基础技术状况,便于对后期发现的桥梁缺陷和病害作对比分析,确定病害或缺陷成因及发展程度,为进一步开展桥梁养护工作提供依据。
初始检查需要尽早进行,以确保如实反映桥梁的初始技术状况。宜与交工验收同时进行,是为了避免一些参数重复检查或漏检。交工验收是以抽检的形式按现行《公路工程质量检验评定标准 第一册 土建工程》(JTG F80/1)对桥梁工程质量进行检测评定;初始检查是全面检查,按本规范要求的内容和现行《公路桥梁技术状况评定标准》(JTG/T H21)进行检查评定;交工验收检测不能替代初始检查,初始检查可以沿用交工验收检测报告里已经包含的参数数据,避免重复检测,节约养护费用。
3.2.2 初始检查内容中包含桥梁总体尺寸、主要承重构件尺寸、材质强度、钢筋保护层厚度等检测内容,在桥梁没有明显腐蚀、锈蚀、损伤或经历改造的情况下,上述参数不会发生能影响结构评定的变化,因此在后期的定期检查和特殊检查中可以直接沿用上述参数在初始检查时得到的数据,避免检查工作的重复,节约养护资源。
水下基础检测需要对基础及河底铺砌的缺损情况进行详细检测,一般通过相关辅助手段(水下摄像机、水下腐蚀电位测量仪等)进行检测,了解构件的损伤、损坏情况;水流速和能见度符合要求时,也采用人工潜水检测。在国外,有用侧向超声波测位仪来检测桥梁水下部分的桥墩、基础冲刷,填石或石笼的范围、移动情况等实例,也有采用贯入地面雷达检测桥台外形及其稳定性的实例。
3.2.3 现场填写桥梁基本信息、检查记录表(附录 A、B、C)和技术状况评定表。通过初始检查,建立桥梁初始技术档案,确定桥梁技术状况,标示桥梁已存在缺陷和损伤,提出养护建议。
3.3 日常巡查 --------------------------- .. raw:: html3.3.1 日常巡查为本次规范修订新增检查项目,检查频率根据桥梁养护检查等级和技术状况确定。日常巡查的目的是及时获知桥梁结构运营是否正常,使桥梁结构在病害初期或突发情况下能得到及时的养护或紧急处治。可由管养单位专业技术人员组织实施。
3.3.2 日常巡查可采用桥梁信息管理系统或人工制定当日巡查桥梁名录及巡查路线,对巡检过程发现明显缺损和异常,立即向主管部门报告,必要时采取交通管制措施。每次巡查结束后将巡检记录及时归档。日常巡查的记录表格可以根据桥梁结构形式、桥位处环境、交通特点等因素,由桥梁管养单位的信息管理系统或人工制定。
水下基础检测需要对基础及河底铺砌的缺损情况进行详细检测,一般通过相关辅助手段(水下摄像机、水下腐蚀电位测量仪等)进行检测,了解构件的损伤、损坏情况;水流速和能见度符合要求时,也采用人工潜水检测。在国外,有用侧向超声波测位仪来检测桥梁水下部分的桥墩、基础冲刷,填石或石笼的范围、移动情况等实例,也有采用贯入地面雷达检测桥台外形及其稳定性的实例。
3.3.3 日常巡查内容主要包括桥面及以上部分的桥梁构件及桥梁结构异常变位情况的目测检查,关注桥梁自身情况的同时也应注意桥梁使用环境是否存在异常。
当主梁或下部结构发生异常的横桥向变形或变位时,伸缩缝处的护栏、栏杆、标线等会有明显的错位、错台等情况出现,日常巡查时需要重视。
3.4 经常检查 --------------------------- .. raw:: html3.4.1 原规范对经常检查规定为“每月不少于一次”,《公路养护技术规范》(JTG H10-2009)中,对经常检查频率要求为“每季度不少于一次”。本次修订,在原规范的基础上,根据桥涵养护检查等级不同,结合桥梁技术状况,为适应不同的养护需求,采取差异化的检查频率,起到合理配备养护资源的作用。
多数桥梁需借助桥梁检测车或临时支架才能实现对支座的抵近检查,1 个月检查 1次支座,在养护实践中操作困难,较难实现。为合理分配养护资源,保证养护成效,本次修订,在调研和广泛征求桥梁管养单位意见的基础上,将对支座的经常检查频率调整为每季度不少于 1 次。
3.4.2 经常检查主要采用目测方法,并辅以简单设备(如望远镜、照相机、摄像机,以及扳手、铲子、锉刀等常用工具)来进行检查和记录。
现场填写“桥梁经常检查记录表”是及时、准确收集信息的重要保证,填写要求准确无误,不能漏填,不允许事后回忆补填。
3.4.4 经常检查针对目测所及的所有桥梁构件。对桥梁各个构件进行目测检查并对损伤作出定性判断。检查需要严密有序,避免漏项。
3.5.1 各国对桥梁检查的频率规定不一,美国为 24 个月进行一次常规检查;丹麦为 1~6 年一次;英国针对次等桥梁,数月进行一次详细检查;法国每 5 年对大于 120 m的桥梁进行详细检测;德国每 3 年进行一次总体检测;瑞士每 5 年进行一次间隔性检测;意大利每年进行一次全面彻底的检测;日本每年进行一次 A 级定期检查,1~5 年进行一次 B 级定期检查。国内《城市桥梁养护技术标准》(CJJ 99—2017)将桥梁定期检测分为常规定期检测和结构定期检测,常规定期检测为每年一次,结构定期检测周期根据养护类别确定。
《交通运输部关于进一步加强公路桥梁养护管理的若干意见》(交公路发[2013]321号)中明确提出“定期检查是确定桥梁技术状况的全面检查,应不少于三年一次,特大、特殊结构和特别重要的桥梁定期检查周期不少于一年一次。”结合该文件要求,本规范修订时在原规范“定期检查周期根据技术状况确定,最长不得超过三年”的基础上,考虑桥梁规模和重要性,增加 “养护检查等级为Ⅰ级的桥梁,定期检查周期不得超过 1年” 的规定。
3.5.2 定期检查和经常检查均有目测,但定期检查需要辅以必要的测量仪器,如望远镜、照相机、探测工具和设备,强调“应接近各部件仔细检查其缺损情况”。定期检查需要创造接近各部件的条件,如使用桥梁检测车、搭设临时支架等。定期检查前要认真查阅有关技术资料、初始检查报告及历次定期检查报告,做好人员、设备等准备,落实安全保障措施。
本条规定了定期检查应完成的五个方面的工作,其中校核、补充完善桥梁卡片、填写桥梁定期检查记录表需在现场及时、准确地完成。判断病害原因及影响范围,结合历次定检报告进行对比分析,以判明病害成因、预测病害发展趋势,为养护建议提供可信、充足、准确的依据。对于难以判断的,提出进一步特殊检查的要求,不盲目下结论。对损坏严重、危及安全运行的桥梁,提出限制交通、维修加固或改造重建的建议。
3.5.3 设永久观测点,是作为位移和变形监测的基准,是评定桥梁结构技术状况的重要指标。对大型桥梁建立永久观测点,定期进行控制检测,是桥梁检查的一项工作,其检测周期可以与定期检查相同,也可以短于定期检查周期。
原规范第3.3.3条主要针对特大型、大型桥梁的控制检测。本次修订,结合交通运输部《公路桥梁养护管理工作制度》(交公路发[2007]336 号)第二十四条的规定,对需要设置永久观测点的桥梁类型作了明确规定,即单孔跨径 60 m 及以上的桥梁。经调研,“十二五”期间全国各省(自治区、直辖市)的多数桥梁监管及管养单位均贯彻执行《公路桥梁养护管理工作制度》(交公路发[2007]336 号),对单孔跨径 60 m 及以上的桥梁设置永久观测点已逐渐纳入桥梁的养护工作中,取得了较好的效果。本条规定在明确了桥梁类型的同时,将长期观测点设置与检测项目进行了补充,增加了主缆线形、拱轴线线形、索塔水平变位等项目。
桥面高程一般按二等工程水准测量要求进行闭合水准测量;墩(台)顶的水平变位或塔顶水平变位,可以采用悬挂垂球法、极坐标法或其他可靠方法进行测量;拱轴线和主缆线形可以采用极坐标法进行平面坐标和三角高程测量。
3.5.5 混凝土梁桥上部结构检测内容是结合桥梁技术状评定指标确定的。在桥梁外观没有明显腐蚀、锈蚀、损伤或经历改造的情况下,钢筋保护层厚度、混凝土强度不会发生能影响结构评定的变化,评定时对这两项参数一般沿用初始检查的检测成果即可。
混凝土梁式桥的检查要点是检查混凝土是否开裂,裂缝发生位置、裂缝的形态、裂缝长度及宽度、钢筋锈蚀、预应力(锚头、齿板、钢绞线)状况、跨中挠度、横向联系状况等。服役时间长的混凝土的碳化深度检测,在定期检查中也需重视。
桥面线形及结构变位情况检测,按本规范第3.5.3条的规定,对单孔跨径不小于60 m的桥梁需要在定期检查时对桥面高程(用以判断跨中挠度)和结构变位进行控制检测;单孔跨径小于60 m的桥梁,检测中若发现结构存在异常变形,需要进行相应的控制检测。
3.5.7 本条针对我国公路拱桥常用的结构形式,提出了检测部位及内容要求。中、下承式拱的吊杆检测和系杆拱的系杆检测需要引起重视。由于中、下承式拱桥在我国公路桥梁中服役时间不长,早期设计对吊杆的防护构造处理不尽完善,既不能有效防止水的浸入,又不便进行检测和养护(类似的情况还有斜拉桥的斜拉索及悬索桥的吊杆),出现问题较多。如 2001 年 11 月 7 日,某跨径 240 m 的中承式混凝土拱桥,8 根吊杆在横梁相连部位突然断裂,致使 4 片横梁、桥面板及人行道坠落。事后检测发现吊杆钢绞线已严重腐蚀,约 50%的钢绞线为陈旧性断裂。某下承式钢管混凝土系杆拱桥,使用 5 年后发现主桥出现多种病害,其预应力钢绞线的系杆严重锈蚀,仅在表层即可见到 9 根钢绞线断裂。
3.5.8 本条将原规范斜拉桥检测内容作了调整,结合桥梁技术状评定指标确定。将索塔下部和基础检测内容调整至第3.5.11条 “桥梁墩台及基础的检查”中。
检查时,应注意主梁、主塔、斜拉索的外形是否与设计一致,外形上有无改变;设置有气动设施及风障的,气动设施和风障是否完好。钢主梁的检修车轨道、桥面风障、护栏、栏杆等附属设施的形状和位置也是根据抗风性能要求而设定,对主梁气动性能有较大影响,不能随意改变。考虑风对行车安全的影响,抗风设计会选择合适的护栏形式来保障风致行车安全,因此,需注意桥梁护栏形式有无改变,护栏周边有无临时设施阻挡等。
3.5.9 本条将原规范斜拉桥检测内容作了调整,结合桥梁技术状评定指标确定。将索塔下部和基础检测内容调整至第3.5.11条 “桥梁墩台及基础的检查”中。
主缆表面有破损、渗水痕迹或有锈水渗出,以及怀疑主缆内部断丝时,需开窗检查主缆内部索股。
检查时,应注意加劲梁、索塔、主缆、吊杆的外形是否与设计一致,外形上有无改变;设置有气动设施及风障的,气动设施和风障是否完好。钢主梁的检修车轨道、桥面风障、护栏、栏杆等附属设施的形状和位置也是根据抗风性能要求而设定,对主梁气动性能有较大影响,不能随意改变。考虑风对行车安全的影响,抗风设计会选择合适的护栏形式来保障风致行车安全,因此,需注意桥梁护栏形式有无改变,护栏周边有无临时设施阻挡等。
3.5.10 支座是容易损坏的构件,在日常检查中很难对其进行目测检查,因此在定期检查中要作为重点检测的构件。支座采用的材料类型较多,有橡胶、四氟乙烯、钢筋混凝土、钢等。其中橡胶等高分子材料寿命较短,定期检查时要注意其老化问题。支座的工作状态是否正常,如活动支座是否灵活、位移量是否正常等是定期检查的内容。悬索桥、斜拉桥设置的限位功能的纵向和横向支座,检测时不能遗漏。
3.5.12 本条规定了桥梁既有附属设施检查要求。
3.5.15 本条规定了桥梁定期检查后提交的文件及要求。
定期检查后,根据桥梁技术状况提出养护工作建议,如提出特殊检查建议,说明检查的项目及理由;进行大中修、加固或改建的计划,说明维修目的、拟采用的维修方案、预估费用和建议实施时间等。
3.6 特殊检查 --------------------------- .. raw:: html3.6.1 本条规定了特殊检查的适用条件。
水下检测一般根据水文环境、地质环境、基础形式和桥梁表现出的病害特征来决定具体的检测项目、频率及内容。水下检测的频率通常为3~5年1次,若桥梁所处环境存在加快基础技术状况恶化的情况,如河床不稳定、冲刷加速、基础埋深浅、水质腐蚀强、所处河段有采砂等,则需要提高检测频率。
通常在下列情况开展水下检测:
3.6.3 本条强调了特殊检查前进行的资料准备。设计资料包含设计文件、计算所用的程序、方法及计算结果等。原始资料如有不全或存疑,需要根据实际情况现场测绘构造尺寸,测试构件材料组成及性能,勘察水文地质情况等。
3.6.4 桥梁结构、构件缺损状况方法鉴定,根据鉴定要求和缺损的类型、位置,选择表观测量、无损检测和局部取样等有效、可靠的方法。需要取样测试时,试样在有代表性构件的次要部位获取。
桥梁抗灾能力评定,一般采取现场检测与验算的方法,特别重要的桥梁通常进行模拟试验。
3.7 结构监测 --------------------------- .. raw:: html桥梁结构健康监测是通过对桥梁结构状态和各类外部荷载作用下的响应情况进行监测,及时掌握桥梁的结构运行状况;需要定期将监测结果与检查结果进行比对和分析,提出监测评估报告,不断完善评估体系。
3.8 桥梁评定 --------------------------- .. raw:: html3.8.1 现行《公路桥梁技术状况评定标准》(JTG/T H21)对桥梁技术状况的评定方法和评定标准作了详细的规定。为避免与其冲突,本次修订取消了原规范中一般评定的相关内容,仅保留1~5类桥梁的等级划分和状态描述。
3.8.2 1~5类桥梁的状态和技术状况描述基本是对原规范的沿用,其中将“重要部件”按现行《公路桥梁技术状况评定标准》(JTG/T H21)修改为“主要部件”。各种桥型的主要部件见现行《公路桥梁技术状况评定标准》(JTG/T H21)的相关条文。
结构受力裂缝是指结构因受力而产生的裂缝,此类裂缝的宽度和发展趋势是判定构件和结构技术状态的重要指标。桥梁设计时,在正常使用极限状态下有验算裂缝宽度的限值规定,当处于运营状态的桥梁出现超出设计限值的结构受力裂缝时,说明桥梁的技术状况已经不符合设计标准。因设计标准不同,裂缝限值有所不同,需根据设计标准的限值来评判裂缝宽度是否超限。当建成年代久远,无设计标准依据时,裂缝限值一般根据现行《公路桥梁承载能力检测评定规程》(JTG/T J21)的规定执行。
3.8.3 为了与现行《公路养护工程管理办法》相适应,本次修订将1~5类桥梁的养护对策进行了调整。
针对 1 类桥的养护对策,除正常保养外,增加了预防养护对策。《公路养护工程管理办法》第十二条规定:“修复养护是指公路出现明显病害或部分丧失服务功能,为恢复技术状况而进行的功能性、结构性修复或定期更换,包括大修、中修、小修。”与该条保持一致,针对 2 类桥养护对策中的修复养护内容为小修,针对 3 类桥养护对策中的修复养护内容为中修,针对 4 类桥养护对策中的修复养护内容为大修。
3.8.5 适应性评定工作的基础和依据是定期检查、特殊检查,是否需要做适应性评定,根据检查结果和桥梁实际养护需求决定。
适应性评定一般按整条线路统一安排,通过评定可以得到桥梁适应程度的百分比。按座数求适应性合格率的百分比(合格桥梁座数/整条线路桥梁总座数)或按总桥长求适应性合格率的百分比(合格桥梁总长度/整条线路桥梁总长度),均可以从一定程度上为公路改建决策提供基础资料。由于涉及技术经济问题较多,对整条线路桥梁适应性的评定工作还需深入研究。