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摘要：本文介绍了既有混凝土桥梁下部结构的检测方法，分别从混凝土的强度、内部缺陷、混凝土裂缝、混凝土均匀性、钢筋这五个方面介绍了相应的检测方法。
关键词：混凝土桥梁 下部结构 检测方法
Abstract: This paper introduces the test method of concrete bridge substructure both, separately from the concrete strength, internal defects, concrete crack, homogeneity of concrete, reinforced these five aspects and introduces the corresponding detection method.
Keywords: Test Method of concrete bridge substructure
U448.33
下部結构是混凝土桥梁的主要承重部分。在其自身结构设计与施工质量的缺陷、结构所处环境的变化、使用条件及防护措施的影响下，下部结构难免会产生不同程度的缺陷和损坏。在对混凝土桥梁下部结构养护和加固之前，工程人员必须对下部结构的缺陷和损坏准确检测。下部结构一般检查包含两方面的内容：一是外观检查。外观检查是一项非常重要的工作。通常产生了病害会有一些表象，如有无冻胀、风化、开裂、剥落、露筋等缺陷，通过外观检查可以分析判断这些病害产生的原因，提出整治措施，并有利于明确接下来的工作重点。二是下部结构的材料特性检查。材料是组成桥梁各个构件的基本元素，所以其质量的好坏直接关系到工程的质量是否合格。钢材的强度一般以设计、施工有关资料为依据，不再检查，当怀疑钢材质量有问题或者资料不明确时应采取必要的措施截取试件进行材料试验。混凝土的强度会随着时间的变化而变化，混凝土强度的检测通常可分为直接检测和间接检测。
一、下部结构混凝土强度的一般检测方法
1.回弹法测定混凝土强度：回弹法是根据混凝土的表面硬度与抗压强度存在着一定的相关性而建立起来的一种检测方法。测试时，用具有规定动能的重锤弹击混凝土表面，初始动能发生重分配，一部分能量被混凝土吸收，剩余的能量则传回重锤。被混凝土吸收的能量取决于混凝土表面的硬度，混凝土表面硬度越低，受弹击后表面塑性变形和残余变形大，被混凝土吸收的能量就多，回传给重锤的能量就少，反之亦反。
2.钻芯法测定混凝土强度：钻芯法是利用专用钻机，从混凝土中钻取芯样以检测混凝土的强度和观察混凝土内部质量的办法。由于他对混凝土造成局部损伤，属于局部破损的检测方法。这一方法在质量检验中得到普遍的应用，取得了明显的技术经济效益。
3.拔出法测定混凝土强度：拔出法是把一个金属制作的锚固件预埋入未硬化的混凝土构件内，或者在已硬化的混凝土构件上钻孔埋入一个锚固件，然后根据测试锚固件被拔出时的拉力，来确定混凝土的拔出强度，并以此推断混凝土的立方体抗压强度。
4.敲击法、撞击法：可以采用钉锤或钢球直接对混凝土表面进行撞击，根据其破坏的痕迹或凹痕，对混凝土质量进行检测，做出质量判断。
5.超声法测定混凝土强度：超声法与回弹法类似，也是建立在混凝土的强度与其它物理特征值相互关系基础上的一种方法。混凝土的强度与弹性模量、密度等密切相关，而根据弹性波理论，超声波在弹性介质中的传播速度又与弹性模量和密度这些参数之间存在一定的关系。
二、下部结构内部缺陷的检测方法
用于检测混凝土内部缺陷的方法有射线法和声脉冲波法两大类。射线法是运用x射线、γ射线透过混凝土，然后照相分析，这种方法穿透力有限，在使用中需要解决人体防护问题，在建筑工程中应用较少。声脉冲波法又有超声波法和声发射法两种，其中超声波法比较成熟，也是本论文介绍的主要对象。
超声波检测仪是混凝土无损检测中的必备装置，其工作原理是利用超声换能器向混凝土构件发射一定频率的超声波，通过检测超声波在混凝土中的走时、首波幅值、主频等参数来推导混凝土内部的结构、缺陷、强度，进而评价被检测混凝土的安全运行期和使用寿命。
超声波法具有被测对象范围广、探测深度大、检测灵敏度高、成本低、检测速度快及现场使用方便等优点。因此，超声波法是国内外受到广泛重视和迅速发展的一种混凝土结构无损检测技术，目前已广泛应用于混凝土结构的内部质量检测中，并被列入一些部门、地方和工程标准化委员会的检验规程中。
超声波检测的优点是穿透力强、设备轻便、检测成本低、检测效率高，能即时知道检测结果（实时检测），能实现自动化检测和实现永久性记录，在缺陷检测中对危害性较大的裂纹类缺陷特别敏感等等。
三、下部结构裂缝的检测方法
裂缝的检查主要包括三个方面：裂缝宽度检查、稳定性检查、裂缝深度检查。
1.测量裂缝宽度，通常都是使用光学读数显微镜和电子裂缝观测仪。光学读数显微镜是配有刻度和游标的光学透镜，从镜中看到的是放大的裂缝，通过调节游标读出裂缝的宽度。带摄像头的电子裂缝观测仪克服了人直接附在裂缝上进行观测的诸多不便，是目前最为常用的办法。
通常裂缝的宽度都是不一样的，工程鉴定时通常关注的都是特定位置的最大裂缝宽度。限制裂缝宽度的主要目的是防止侵蚀性介质进入而导致钢筋腐蚀。所以测量裂缝的位置往往选在受力主筋的附近。
2.裂缝稳定性的检查，当结构构件上出现裂缝时，首先要判定是否趋于稳定，是否有害；再根据裂缝的特征判定裂缝产生的原因和补救措施。判断裂缝是否稳定一般采用观测法。
观测法是在裂缝的个别区段及裂缝顶端涂抹石膏，用读数放大镜读出裂缝宽度。如果在相当长一段时间内石膏没有开裂，则说明裂缝已经稳定。但有些裂缝是随着时间和环境变化的，例如温度裂缝冬天增大，夏天减小，收缩裂缝在初期发展快，1~2年后基本稳定，这些裂缝属于正常现象。而不稳定裂缝，主要是指随时间不断增大的裂缝，沉降缝等。
3.裂缝深度的检查，可采用开凿法或超声波检查。采用开凿法检测前，先向缝中注入有色墨水，则容易辨别细小裂缝。超声波检查裂缝深度有三种办法，即平测法、斜测法和钻孔对测法。
（1）超声波单面平测法。当混凝土出现裂缝时，裂缝中间充满空气，由于气体与固体界面对声波构成反射面，通过的声能很小，声波绕裂缝顶端通过，以此可测出裂缝深度。
（2）超声波双面斜测技术。斜测法适用于结构的裂缝部位具有两个相互平行的可测表面。检测时，将发、收换能器的连线长度，记录各测点接受波形的幅值和频率。若换能器的连线通过裂缝，超声波会在裂缝界面上会产生较大衰减，幅值和频率比不通过裂缝是有明显降低，据此可判断裂缝的深度及是否贯通。
（3）钻孔对测法，在大体积结构混凝土中，当裂缝深度在500mm以上时，可采用钻孔放入径向振动式换能器进行检测。先在裂缝两侧对称的钻两个垂直于混凝土表面的检测孔，两个孔口的连线应与裂缝走向垂直。钻孔清洗后再注满清水。将发、收振动式换能器分别设置于两个钻孔中，两个换能器沿钻孔徐徐下落的过程中要使其与混凝土表面保持相同的距离，用超声波衰减的情况判断裂缝深度。
四、下部结构混凝土均匀性鉴定
构件内部的不均匀性，导致脉冲速度差异，在混凝土构件上，选定一定体积，然后均匀布满若干测点。测点数目取决于结构的尺寸、要求精度和混凝土的变异性。大区间或均匀的混凝土取边长1m的方格；小区间或有变异的混凝土，取小的方格布点；在整个区间中尽量取统一的声径。在整个脉冲速度测值中，求出其标准差或变异系数等统计参数，用以表达混凝土的均匀性。
五、下部结构钢筋的检测方法
混凝土结构钢筋的检查主要包括三个方面：钢筋位置和保护层厚度、钢筋锈蚀程度、钢筋力学性能检测。
1.钢筋位置和保护层厚度检查：混凝土保护层可以保护钢筋免遭锈蚀从而保证混凝土结构能够长期正常工作，如果混凝土保护层厚度不符合设计施工要求，一旦出现问题有可能带来非常严重的后果。在实际工程中可以直接采用磁感仪，数字化钢筋位置和保护层厚度测定仪或雷达波直观的观测钢筋位置。
2.钢筋锈蚀程度：在混凝土结构中钢筋的锈蚀会使得钢筋的截面积缩小，锈蚀的部分体积增大，会使混凝土胀裂、剥落、降低钢筋与混凝土的连接力等。产生结构破坏或耐久性降低等现象。通常钢筋锈蚀的检测可采用二种方法：局部开凿法、直观检测法。
3.钢筋力学性能检查：混凝土结构中钢筋的力学性能检测，一般采用板破损法，即凿开混凝土，截取钢筋试件，然后进行力学试验。
参考文献：
[1] 宋彧.工程结构检测与加固[M].科学出版社,2011.
[2] 王国鼎，袁海庆，陈开利.桥梁检测与加固[M].人民交通出版社,2003.
[3]中华人民共和国交通部标准.公路桥涵设计通用规范，（JTGD6O一2004）.
[4]王国华.桥梁加固基本概念.公路工程与运输,2005.
[5]王祥鲁.混凝土桥梁钢筋锈蚀机理及防治对策研究[D].西安:长安大学道路与铁道工程专业,2003.
作者简介：
1.陈晓刚（1985.2-），男，四川广安区人，硕士研究生，助教，从事土木工程路桥方向教学科研工作。2.苏静，女，湖北襄阳市人，本科，公路工程技术人员。工作单位：湖北利民建设工程咨询有限公司。
关键词：混凝土桥梁 下部结构 检测方法
Abstract: This paper introduces the test method of concrete bridge substructure both, separately from the concrete strength, internal defects, concrete crack, homogeneity of concrete, reinforced these five aspects and introduces the corresponding detection method.
Keywords: Test Method of concrete bridge substructure
U448.33
下部結构是混凝土桥梁的主要承重部分。在其自身结构设计与施工质量的缺陷、结构所处环境的变化、使用条件及防护措施的影响下，下部结构难免会产生不同程度的缺陷和损坏。在对混凝土桥梁下部结构养护和加固之前，工程人员必须对下部结构的缺陷和损坏准确检测。下部结构一般检查包含两方面的内容：一是外观检查。外观检查是一项非常重要的工作。通常产生了病害会有一些表象，如有无冻胀、风化、开裂、剥落、露筋等缺陷，通过外观检查可以分析判断这些病害产生的原因，提出整治措施，并有利于明确接下来的工作重点。二是下部结构的材料特性检查。材料是组成桥梁各个构件的基本元素，所以其质量的好坏直接关系到工程的质量是否合格。钢材的强度一般以设计、施工有关资料为依据，不再检查，当怀疑钢材质量有问题或者资料不明确时应采取必要的措施截取试件进行材料试验。混凝土的强度会随着时间的变化而变化，混凝土强度的检测通常可分为直接检测和间接检测。
一、下部结构混凝土强度的一般检测方法
1.回弹法测定混凝土强度：回弹法是根据混凝土的表面硬度与抗压强度存在着一定的相关性而建立起来的一种检测方法。测试时，用具有规定动能的重锤弹击混凝土表面，初始动能发生重分配，一部分能量被混凝土吸收，剩余的能量则传回重锤。被混凝土吸收的能量取决于混凝土表面的硬度，混凝土表面硬度越低，受弹击后表面塑性变形和残余变形大，被混凝土吸收的能量就多，回传给重锤的能量就少，反之亦反。
2.钻芯法测定混凝土强度：钻芯法是利用专用钻机，从混凝土中钻取芯样以检测混凝土的强度和观察混凝土内部质量的办法。由于他对混凝土造成局部损伤，属于局部破损的检测方法。这一方法在质量检验中得到普遍的应用，取得了明显的技术经济效益。
3.拔出法测定混凝土强度：拔出法是把一个金属制作的锚固件预埋入未硬化的混凝土构件内，或者在已硬化的混凝土构件上钻孔埋入一个锚固件，然后根据测试锚固件被拔出时的拉力，来确定混凝土的拔出强度，并以此推断混凝土的立方体抗压强度。
4.敲击法、撞击法：可以采用钉锤或钢球直接对混凝土表面进行撞击，根据其破坏的痕迹或凹痕，对混凝土质量进行检测，做出质量判断。
5.超声法测定混凝土强度：超声法与回弹法类似，也是建立在混凝土的强度与其它物理特征值相互关系基础上的一种方法。混凝土的强度与弹性模量、密度等密切相关，而根据弹性波理论，超声波在弹性介质中的传播速度又与弹性模量和密度这些参数之间存在一定的关系。
二、下部结构内部缺陷的检测方法
用于检测混凝土内部缺陷的方法有射线法和声脉冲波法两大类。射线法是运用x射线、γ射线透过混凝土，然后照相分析，这种方法穿透力有限，在使用中需要解决人体防护问题，在建筑工程中应用较少。声脉冲波法又有超声波法和声发射法两种，其中超声波法比较成熟，也是本论文介绍的主要对象。
超声波检测仪是混凝土无损检测中的必备装置，其工作原理是利用超声换能器向混凝土构件发射一定频率的超声波，通过检测超声波在混凝土中的走时、首波幅值、主频等参数来推导混凝土内部的结构、缺陷、强度，进而评价被检测混凝土的安全运行期和使用寿命。
超声波法具有被测对象范围广、探测深度大、检测灵敏度高、成本低、检测速度快及现场使用方便等优点。因此，超声波法是国内外受到广泛重视和迅速发展的一种混凝土结构无损检测技术，目前已广泛应用于混凝土结构的内部质量检测中，并被列入一些部门、地方和工程标准化委员会的检验规程中。
超声波检测的优点是穿透力强、设备轻便、检测成本低、检测效率高，能即时知道检测结果（实时检测），能实现自动化检测和实现永久性记录，在缺陷检测中对危害性较大的裂纹类缺陷特别敏感等等。
三、下部结构裂缝的检测方法
裂缝的检查主要包括三个方面：裂缝宽度检查、稳定性检查、裂缝深度检查。
1.测量裂缝宽度，通常都是使用光学读数显微镜和电子裂缝观测仪。光学读数显微镜是配有刻度和游标的光学透镜，从镜中看到的是放大的裂缝，通过调节游标读出裂缝的宽度。带摄像头的电子裂缝观测仪克服了人直接附在裂缝上进行观测的诸多不便，是目前最为常用的办法。
通常裂缝的宽度都是不一样的，工程鉴定时通常关注的都是特定位置的最大裂缝宽度。限制裂缝宽度的主要目的是防止侵蚀性介质进入而导致钢筋腐蚀。所以测量裂缝的位置往往选在受力主筋的附近。
2.裂缝稳定性的检查，当结构构件上出现裂缝时，首先要判定是否趋于稳定，是否有害；再根据裂缝的特征判定裂缝产生的原因和补救措施。判断裂缝是否稳定一般采用观测法。
观测法是在裂缝的个别区段及裂缝顶端涂抹石膏，用读数放大镜读出裂缝宽度。如果在相当长一段时间内石膏没有开裂，则说明裂缝已经稳定。但有些裂缝是随着时间和环境变化的，例如温度裂缝冬天增大，夏天减小，收缩裂缝在初期发展快，1~2年后基本稳定，这些裂缝属于正常现象。而不稳定裂缝，主要是指随时间不断增大的裂缝，沉降缝等。
3.裂缝深度的检查，可采用开凿法或超声波检查。采用开凿法检测前，先向缝中注入有色墨水，则容易辨别细小裂缝。超声波检查裂缝深度有三种办法，即平测法、斜测法和钻孔对测法。
（1）超声波单面平测法。当混凝土出现裂缝时，裂缝中间充满空气，由于气体与固体界面对声波构成反射面，通过的声能很小，声波绕裂缝顶端通过，以此可测出裂缝深度。
（2）超声波双面斜测技术。斜测法适用于结构的裂缝部位具有两个相互平行的可测表面。检测时，将发、收换能器的连线长度，记录各测点接受波形的幅值和频率。若换能器的连线通过裂缝，超声波会在裂缝界面上会产生较大衰减，幅值和频率比不通过裂缝是有明显降低，据此可判断裂缝的深度及是否贯通。
（3）钻孔对测法，在大体积结构混凝土中，当裂缝深度在500mm以上时，可采用钻孔放入径向振动式换能器进行检测。先在裂缝两侧对称的钻两个垂直于混凝土表面的检测孔，两个孔口的连线应与裂缝走向垂直。钻孔清洗后再注满清水。将发、收振动式换能器分别设置于两个钻孔中，两个换能器沿钻孔徐徐下落的过程中要使其与混凝土表面保持相同的距离，用超声波衰减的情况判断裂缝深度。
四、下部结构混凝土均匀性鉴定
构件内部的不均匀性，导致脉冲速度差异，在混凝土构件上，选定一定体积，然后均匀布满若干测点。测点数目取决于结构的尺寸、要求精度和混凝土的变异性。大区间或均匀的混凝土取边长1m的方格；小区间或有变异的混凝土，取小的方格布点；在整个区间中尽量取统一的声径。在整个脉冲速度测值中，求出其标准差或变异系数等统计参数，用以表达混凝土的均匀性。
五、下部结构钢筋的检测方法
混凝土结构钢筋的检查主要包括三个方面：钢筋位置和保护层厚度、钢筋锈蚀程度、钢筋力学性能检测。
1.钢筋位置和保护层厚度检查：混凝土保护层可以保护钢筋免遭锈蚀从而保证混凝土结构能够长期正常工作，如果混凝土保护层厚度不符合设计施工要求，一旦出现问题有可能带来非常严重的后果。在实际工程中可以直接采用磁感仪，数字化钢筋位置和保护层厚度测定仪或雷达波直观的观测钢筋位置。
2.钢筋锈蚀程度：在混凝土结构中钢筋的锈蚀会使得钢筋的截面积缩小，锈蚀的部分体积增大，会使混凝土胀裂、剥落、降低钢筋与混凝土的连接力等。产生结构破坏或耐久性降低等现象。通常钢筋锈蚀的检测可采用二种方法：局部开凿法、直观检测法。
3.钢筋力学性能检查：混凝土结构中钢筋的力学性能检测，一般采用板破损法，即凿开混凝土，截取钢筋试件，然后进行力学试验。
参考文献：
[1] 宋彧.工程结构检测与加固[M].科学出版社,2011.
[2] 王国鼎，袁海庆，陈开利.桥梁检测与加固[M].人民交通出版社,2003.
[3]中华人民共和国交通部标准.公路桥涵设计通用规范，（JTGD6O一2004）.
[4]王国华.桥梁加固基本概念.公路工程与运输,2005.
[5]王祥鲁.混凝土桥梁钢筋锈蚀机理及防治对策研究[D].西安:长安大学道路与铁道工程专业,2003.
作者简介：
1.陈晓刚（1985.2-），男，四川广安区人，硕士研究生，助教，从事土木工程路桥方向教学科研工作。2.苏静，女，湖北襄阳市人，本科，公路工程技术人员。工作单位：湖北利民建设工程咨询有限公司。