工程养护管理和结构耐久性 - 陈淦伟博士

1、陈淦伟 博士瑞典奥兰大桥全长全长: 6072 米米, 1972年建成年建成, 总造价总造价14亿克朗亿克朗(2000年价格年价格)801米西引桥米西引桥 (连续梁连续梁) + 910 米米 主桥主桥 (连续箱梁连续箱梁)+ 4361米东引桥米东引桥 (连续梁连续梁) 桥面面积桥面面积 78,321 平方米平方米19 处伸缩缝处伸缩缝156 个支座个支座从从1990到到1994年维修引桥的年维修引桥的112个桥柱耗资个桥柱耗资3亿亿8千千4百万瑞典克朗百万瑞典克朗 从从1997到到2000年年维修主桥的桥墩维修主桥的桥墩耗资耗资1亿亿7千千3百万百万瑞典克朗瑞典克朗教训教训: 设计原因设计原因六

2、十年代的老规范不适用于海洋环境桥梁六十年代的老规范不适用于海洋环境桥梁设计的钢筋保护层厚度不足设计的钢筋保护层厚度不足设计混凝土水灰比过高设计混凝土水灰比过高混凝土配合比设计不当混凝土配合比设计不当边梁设计存在严重缺陷边梁设计存在严重缺陷选用的支座不恰当选用的支座不恰当钢筋保护层厚度控制不严钢筋保护层厚度控制不严混凝土浇筑质量差混凝土浇筑质量差混凝土养护不够，早期开裂严重混凝土养护不够，早期开裂严重使用含有氯离子的咸水搅拌混凝土使用含有氯离子的咸水搅拌混凝土伸缩缝安装不密实导致漏水伸缩缝安装不密实导致漏水教训教训: 施工原因施工原因伸缩缝漏水未及时处理伸缩缝漏水未及时处理冬季在桥面上使用化冰盐

3、冬季在桥面上使用化冰盐道路标志处积水、藏污纳垢道路标志处积水、藏污纳垢 边梁养护、维修不及时边梁养护、维修不及时教训教训: 养护原因养护原因1982-1985 维修 82 个桥柱顶部 13,8 Mkr1986, 1988 维修桥柱并对4个桥柱进行试验 39,0 Mkr1990-1994 维修 112 个桥柱 384,0 Mkr1992 维修 0,3 Mkr1994 维修 1,3 Mkr1995 维修 0,7 Mkr1995 重浇边梁 2,1 Mkr1997-2000 维修主桥桥墩和引桥 173,0 Mkr2001 2002到2006年度维修设计 0,7 Mkr总计 615,0 Mkr从桥梁从桥

4、梁1972落成到落成到2002年维修开支明细年维修开支明细 (按按2000年价格年价格) 2002-2005年度维修保养开支年度维修保养开支更换所有更换所有19处伸缩缝处伸缩缝更换所有活动支座更换所有活动支座更换更换2400米边梁米边梁总开支总开支1亿亿4千万克朗千万克朗 1972年总投资年总投资 (2000年价格年价格); 14亿克朗亿克朗通车后通车后30年内总维修费用年内总维修费用7亿亿5千万克朗千万克朗 设计寿命设计寿命 100年年100年内总维修费用年内总维修费用?法罗-福斯特大桥，丹麦, 1985法罗斜拉桥，丹麦, 1985，主跨290米法罗斜拉桥的运营成本法罗斜拉桥的运营成本 19

5、99至至2008年度法罗大桥预计维修费用年度法罗大桥预计维修费用水泥品种水泥品种最小水泥用量最小水泥用量最大水灰比最大水灰比空气含量空气含量钢筋品种钢筋品种最小保护层厚度最小保护层厚度混凝土和钢筋涂层混凝土和钢筋涂层裂缝宽度裂缝宽度现代结构耐久性理念现代结构耐久性理念设计寿命期内的结构性能要求设计寿命期内的结构性能要求结构设计寿命定义结构设计寿命定义结构施工质量结构施工质量结构性能的阀域值结构性能的阀域值养护战略（可到达、可检查、可维修）养护战略（可到达、可检查、可维修）结构耐久性新概念和要求结构耐久性新概念和要求结构功能性要求结构功能性要求结构按概率设计（材料，荷载）结构按概率设计（材料，荷

6、载）QA（质量保证体系）质量保证体系）结构功能度量结构功能度量结构退化模型和计算结构退化模型和计算LCC（终身寿命期总成本核算）终身寿命期总成本核算）现代设计：结构功能性要求现代设计：结构功能性要求荷载承载力荷载承载力结构刚度结构刚度对钢筋锈蚀、冻融、火灾等导致结构退化对钢筋锈蚀、冻融、火灾等导致结构退化的抗力的抗力结构美观结构美观等等等等.混凝土结构耐久性战略方针混凝土结构耐久性战略方针A. 避免问题避免问题不锈钢不锈钢阴极保护阴极保护涂层保护区涂层保护区B 抵抗力设计抵抗力设计最重要是钢筋保护层最重要是钢筋保护层足够厚度足够厚度抗冻融和氯离子入侵抵抗力抗冻融和氯离子入侵抵抗力QA（质量保证

7、）连续板连续板桥台桥台预应力梁预应力梁伸缩伸缩缝缝漏水漏水结构检查、养护和维修的必要条件 检修通道：任何结构部件在使用期必须满足可到达、可检修通道：任何结构部件在使用期必须满足可到达、可检查、可维修的要求，不存在检查的盲区检查、可维修的要求，不存在检查的盲区 检修通道可以是永久的，也可采用活动式的，如桥检车、检修通道可以是永久的，也可采用活动式的，如桥检车、斜拉索挂篮、桥塔外挂平台和梁底行车等斜拉索挂篮、桥塔外挂平台和梁底行车等 对于不可更换构件，在设计使用寿命期间，可以通过养对于不可更换构件，在设计使用寿命期间，可以通过养护和维修，达到设计所要求的功能护和维修，达到设计所要求的功能 对于可更

8、换构件，达到寿命期或出现损坏后，应具备可对于可更换构件，达到寿命期或出现损坏后，应具备可以更换的条件以更换的条件先进、完善及可操作性强的养护手册先进、完善及可操作性强的养护手册 对于所有结构部件制定：检查方法、检查范围、检查对于所有结构部件制定：检查方法、检查范围、检查频率频率 对于结构缺陷和损坏制定：评判缺陷和损坏等级、需对于结构缺陷和损坏制定：评判缺陷和损坏等级、需要处理的轻重缓急和相应的维修方法、合格标准要处理的轻重缓急和相应的维修方法、合格标准 根据检查的结果综合，优化配置维修预算根据检查的结果综合，优化配置维修预算 采用先进的经济、节能的养护方法采用先进的经济、节能的养护方法检查通道

9、和设备检查通道和设备 可以安全地实施检查和养护应该成为桥梁设计的一部分：可以安全地实施检查和养护应该成为桥梁设计的一部分： - 永久性检查行车永久性检查行车 - 检查电梯检查电梯/爬梯爬梯 - 检查通道检查通道 - 检查检查/养护照明养护照明 - 通道扶手通道扶手 - 临时安装检查临时安装检查/养护设备预锚点养护设备预锚点 缺乏安全的检查通道必然导致检查缺乏安全的检查通道必然导致检查/养护的缺失养护的缺失斜拉索挂篮示例斜拉索挂篮示例斜拉索挂篮示例斜拉索挂篮示例 在斜拉索上用手在斜拉索上用手涂抹涂抹金属涂层金属涂层 所有维修工作在所有维修工作在夜间进行以将对夜间进行以将对交通影响降到最交通影响降

10、到最低低桥塔外挂平台示例桥塔外挂平台示例钢筋混凝土退化主要原因钢筋混凝土退化主要原因1. 氯离子入侵氯离子入侵2. 硫酸盐入侵硫酸盐入侵3. 碳化碳化4. 碱骨料反应碱骨料反应5. 沥滤沥滤6. 冻融反应冻融反应7. 宏观裂缝宏观裂缝8. 钢筋锈蚀钢筋锈蚀dd混凝土保护层混凝土保护层大气大气混凝土保护层质量混凝土保护层质量:厚度厚度 = d氯离子入侵抵抗力氯离子入侵抵抗力侵入氯离子阻截力侵入氯离子阻截力温度温度氯离子氯离子湿度湿度阳光照射阳光照射混凝土表面的环境条件（大气）混凝土表面的环境条件（大气）H2O + Cl-H2O H2O + Cl-H2O + Cl-1. 水下区水下区5. 大气区大

11、气区4. 水湿区水湿区3. 浪溅区浪溅区2. 潮差区潮差区混凝土表面的环境条件（海洋）混凝土表面的环境条件（海洋）氯离子入侵混凝土氯离子入侵混凝土1231混凝土表面氯离子浓度混凝土表面氯离子浓度 Cl-2氯离子阀域值氯离子阀域值 Cl-/OH-3Cl- 入侵速度入侵速度;DEFF = D/K = 扩散系数扩散系数/氯氯离子阀域值离子阀域值氯离子入侵混凝土氯离子入侵混凝土应对措施：应对措施： 密实混凝土密实混凝土 厚混凝土保护厚混凝土保护层层 低氯离子含量低氯离子含量硫酸盐入侵硫酸盐入侵应对措施应对措施dd混凝土保护层混凝土保护层大气大气混凝土保护层碳化混凝土保护层碳化应对措施：应对措施： 密实

12、混凝土密实混凝土 厚混凝土保护厚混凝土保护层层 低湿度低湿度应对措施：应对措施：禁用会引起碱骨料反应石料禁用会引起碱骨料反应石料碱骨料反应碱骨料反应应对措施：应对措施： 水密混凝土水密混凝土 低水灰比低水灰比沥滤沥滤应对措施应对措施1. 含气率含气率2. 不渗透混凝土不渗透混凝土低水灰比低水灰比 (w/c)震捣密实震捣密实超细硅粉超细硅粉保湿养护保湿养护 霜冻反应霜冻反应 (盐结晶化盐结晶化)应对措施应对措施1）保护层）保护层低水灰比低水灰比密实混凝土密实混凝土厚保护层厚保护层阻锈剂阻锈剂2）钢筋）钢筋不锈钢不锈钢涂层涂层阴极保护阴极保护1.钢筋锈蚀钢筋锈蚀无裂缝情况下钢筋锈蚀无裂缝情况下钢筋

13、锈蚀混凝土开裂后氯离子入侵导致钢筋锈蚀混凝土开裂后氯离子入侵导致钢筋锈蚀1）保护层）保护层低水灰比低水灰比密实混凝土密实混凝土厚保护层厚保护层阻锈剂阻锈剂2）钢筋）钢筋不锈钢不锈钢涂层涂层阴极保护阴极保护3）裂缝（）裂缝（0.2毫米毫米)裂缝密封裂缝密封混凝土开裂后碳化作用导致钢筋锈蚀混凝土开裂后碳化作用导致钢筋锈蚀1）保护层）保护层低水灰比低水灰比密实混凝土密实混凝土厚保护层厚保护层阻锈剂阻锈剂2）钢筋）钢筋不锈钢不锈钢涂层涂层阴极保护阴极保护3）裂缝（）裂缝（0.2毫米毫米)裂缝密封裂缝密封水，氧气水，氧气氯离子和氯离子和/或碳化或碳化钢筋锈蚀示例钢筋锈蚀示例钢结构退化钢结构退化 长期缺乏

14、养护导致钢结构退化长期缺乏养护导致钢结构退化 防锈涂层缺失防锈涂层缺失 钢断面损失钢断面损失 构件变形构件变形渗漏渗漏排水管堵塞导致混凝土结构提早退化排水管堵塞导致混凝土结构提早退化漏水渗进电漏水渗进电缆管道缆管道链式密封条损坏链式密封条损坏 PTFE垫层磨损和支座更换垫层磨损和支座更换支座磨损示例支座磨损示例由于由于PTFE层磨损导致支座损毁层磨损导致支座损毁支座磨损示例支座磨损示例结构功能结构功能时间时间功能使用要求功能使用要求设计结构寿命设计结构寿命结构养护和维修结构养护和维修设计结构寿命和养护、维修的关系设计结构寿命和养护、维修的关系养护养护 设计设计 & 创立创立有计划养护有计划养护

15、桥梁运营桥梁运营& 养护手册养护手册安全运营安全运营有计划检查有计划检查监控监控/评估评估 有计划的养护有计划的养护有计划养护的效果有计划养护的效果 设计中对养护早作计划设计中对养护早作计划 准确的施工记录准确的施工记录 健全的检查体制健全的检查体制 有计划的养护有计划的养护 不致造成财务上失控不致造成财务上失控 达到设计寿命和取得更好绩效达到设计寿命和取得更好绩效桥梁养护策略桥梁养护策略 目标、方针和标准目标、方针和标准 信息系统信息系统- 竣工记录竣工记录- 详细目录详细目录- 风险登记风险登记- 运营和养护手册运营和养护手册- 检查程序、报告和记录检查程序、报告和记录- 评估记录评估记录

16、- 养护养护/加固记录加固记录- 意外事件记录意外事件记录- 质量保证质量保证 有计划的检查程序有计划的检查程序 有计划的养护程序有计划的养护程序桥梁检查桥梁检查结构养护检查分类：结构养护检查分类：表面检查表面检查 对结构安全作粗略的目测检查对结构安全作粗略的目测检查普通检查普通检查 每两年对所有可观结构部分作一遍仔细的目测检查每两年对所有可观结构部分作一遍仔细的目测检查主要检查主要检查 每每5-6年对所有可检查的结构物作一遍精密检查年对所有可检查的结构物作一遍精密检查特殊检查特殊检查 必要时所作的精密细查必要时所作的精密细查 - 发现有特殊问题发现有特殊问题 - 发生重大事故后发生重大事故后

17、 - 对于特殊结构物，如后张预应力节段拼装梁对于特殊结构物，如后张预应力节段拼装梁水下检查水下检查 由潜水员对结构水下部分由潜水员对结构水下部分/水工结构作检查水工结构作检查检查和监控的非破坏性试验技术检查和监控的非破坏性试验技术混凝土混凝土半电池电位差量测半电池电位差量测 碳化深度检查碳化深度检查 冲击回声法探测内部空洞、裂缝冲击回声法探测内部空洞、裂缝保护层厚度量测保护层厚度量测氯离子浓度分布氯离子浓度分布裂缝量测和分布图裂缝量测和分布图 变形测量变形测量 放射线照相放射线照相钢钢腐蚀腐蚀/涂层测量涂层测量应力应力/应变量测应变量测裂缝测量裂缝测量变形测量变形测量 放射线照相放射线照相超声

18、波试验超声波试验混凝土：表面试验混凝土强度施密特混凝土回弹测试枪：回弹级数表明测量位置的混施密特混凝土回弹测试枪：回弹级数表明测量位置的混凝土强度。测量结果受混凝土表面光洁度影响，测量应在凝土强度。测量结果受混凝土表面光洁度影响，测量应在光滑表面上进行。测量结果的相关性受混凝土特性的影响，光滑表面上进行。测量结果的相关性受混凝土特性的影响，精确度在精确度在5%Windsor探头：用恒定的能量将钢质探头打入混凝土里，探头：用恒定的能量将钢质探头打入混凝土里，并测量突出的混凝土探头长度，最终结果根据并测量突出的混凝土探头长度，最终结果根据3次测量取次测量取平均值。平均值。拉拔试验法：在混凝土里钻一

19、直径拉拔试验法：在混凝土里钻一直径6毫米、深毫米、深30-35毫毫米的孔。将带有膨胀套管、直径米的孔。将带有膨胀套管、直径6毫米的楔形锚定螺栓毫米的楔形锚定螺栓插入孔的插入孔的20毫米处，通过施加于楔形螺栓以产生内部开毫米处，通过施加于楔形螺栓以产生内部开裂的扭矩，来估算混凝土的抗压强度裂的扭矩，来估算混凝土的抗压强度混凝土：钻芯混凝土岩芯可提供混凝土强度、压实和开裂方面的情况。混凝土岩芯可提供混凝土强度、压实和开裂方面的情况。可钻直径可钻直径50毫米的混凝土芯进行试验，但通常进行强度毫米的混凝土芯进行试验，但通常进行强度试验需钻直径至少试验需钻直径至少100毫米的混凝土芯。由于取芯可能使毫米

20、的混凝土芯。由于取芯可能使结构强度降低，因此必须在熟悉取芯结构的工程师授权和结构强度降低，因此必须在熟悉取芯结构的工程师授权和指导下进行。指导下进行。混凝土：测量混凝土保护层利用电磁技术来对钢筋进行定位，并可确定深达利用电磁技术来对钢筋进行定位，并可确定深达120毫毫米的混凝土保护层。有时可利用该技术估计钢筋尺寸，米的混凝土保护层。有时可利用该技术估计钢筋尺寸，但要取决于保护层和配筋的间距。该装置由放置在混但要取决于保护层和配筋的间距。该装置由放置在混凝土表面的凝土表面的2卷线圈构成。交流电通过一卷线圈时，测卷线圈构成。交流电通过一卷线圈时，测量另一卷线圈的感应电流。感应电流受混凝土所含钢量另

21、一卷线圈的感应电流。感应电流受混凝土所含钢筋的影响。该设备为便携式，使用电池。筋的影响。该设备为便携式，使用电池。混凝土：超声波技术该技术测量压电式转换器产生的超声波脉冲在混凝土里该技术测量压电式转换器产生的超声波脉冲在混凝土里的速度。脉冲速度取决于混凝土的配比、压实程度和龄期，的速度。脉冲速度取决于混凝土的配比、压实程度和龄期，并与混凝土的弹性特性相关。其与混凝土强度的关系取决并与混凝土的弹性特性相关。其与混凝土强度的关系取决于混凝土的各种其他特性。最好使用直接发射法，将发射于混凝土的各种其他特性。最好使用直接发射法，将发射和接收探头分别置于混凝土两侧，并成一直线。和接收探头分别置于混凝土两

22、侧，并成一直线。该技术的另一应用源自超声波脉冲在混凝土的开裂或空该技术的另一应用源自超声波脉冲在混凝土的开裂或空洞处产生的反射。脉冲的路径会围绕混凝土里的任何空腔洞处产生的反射。脉冲的路径会围绕混凝土里的任何空腔行进，从而延长了脉冲的传送时间。可通过此方法探测大行进，从而延长了脉冲的传送时间。可通过此方法探测大的空隙和开裂。但可能不能探测小的空隙和裂缝。的空隙和开裂。但可能不能探测小的空隙和裂缝。混凝土：混凝土分层探测听音法：轻敲混凝土表面、倾听其产生的音调来探测听音法：轻敲混凝土表面、倾听其产生的音调来探测混凝土的分层情况。混凝土的分层情况。电子探测法：探测桥梁路面混凝土分层缺陷。该方法电子

23、探测法：探测桥梁路面混凝土分层缺陷。该方法通过敲打装置将脉冲发射至桥面，通过一个压力转换通过敲打装置将脉冲发射至桥面，通过一个压力转换器来探测响应，该压力转换器放在注油轮胎里，固定器来探测响应，该压力转换器放在注油轮胎里，固定在桥面上。然后对信号进行处理，并在图表记录仪上在桥面上。然后对信号进行处理，并在图表记录仪上显示结果。该装置安装在手推车上，适合对大面积的显示结果。该装置安装在手推车上，适合对大面积的桥面进行检查。桥面进行检查。混凝土：内视镜内视镜由固定观察管和活动观察管组成，可以伸到钢结构内视镜由固定观察管和活动观察管组成，可以伸到钢结构和混凝土结构的孔洞和缝隙里。可以从外部通过玻璃纤

24、维和混凝土结构的孔洞和缝隙里。可以从外部通过玻璃纤维提供照明。固定管内通过反射棱镜进行观察，活动管内通提供照明。固定管内通过反射棱镜进行观察，活动管内通过纤维光学系统进行观察。这种设备可以安装上照相机或过纤维光学系统进行观察。这种设备可以安装上照相机或电视监控器进行使用。电视监控器进行使用。通过内视镜可以对结构的一些无法看到的部位进行非常近通过内视镜可以对结构的一些无法看到的部位进行非常近距离的目测检查。如，在一个部分灌浆的预应力管道上钻距离的目测检查。如，在一个部分灌浆的预应力管道上钻一个孔，就可以观察到管子的内部并拍照。钢箱或管状构一个孔，就可以观察到管子的内部并拍照。钢箱或管状构件的内部

25、都可以采用此方法进行检查。还可以检查施工缝、件的内部都可以采用此方法进行检查。还可以检查施工缝、支座等。支座等。混凝土：现场渗透性试验可用以下步骤来测量混凝土的空气渗透性和水渗透性：可用以下步骤来测量混凝土的空气渗透性和水渗透性：在混凝土上钻一个小孔，用液态橡胶密封，插入一根皮在混凝土上钻一个小孔，用液态橡胶密封，插入一根皮下注射针。从孔中抽气，测量压力随时间的增长，确定下注射针。从孔中抽气，测量压力随时间的增长，确定空气渗透性。用水注入孔，测量在类似降雨的压力下，空气渗透性。用水注入孔，测量在类似降雨的压力下，水流入混凝土的量，确定水渗透性。但此测量结果容易水流入混凝土的量，确定水渗透性。但

26、此测量结果容易受到混凝土内水分含量的影响。受到混凝土内水分含量的影响。混凝土：混凝土的碳化判断混凝土的碳化程度是否足以促成锈蚀的便捷方法：判断混凝土的碳化程度是否足以促成锈蚀的便捷方法：向一个刚刚破裂的表面喷洒酚酞指示剂，没有碳化的混凝向一个刚刚破裂的表面喷洒酚酞指示剂，没有碳化的混凝土不会改变颜色，碳化过的材料则会变成紫色。变色的土不会改变颜色，碳化过的材料则会变成紫色。变色的pH值约为值约为9。混凝土：氯化物含量的确定在混凝土上钻一个直径约在混凝土上钻一个直径约10毫米的孔，收集钻孔产生的毫米的孔，收集钻孔产生的混凝土粉末，作为试验样品。要区分钻孔到不同深度所混凝土粉末，作为试验样品。要区

27、分钻孔到不同深度所产生的粉末。分析粉末的氯化物含量方法：产生的粉末。分析粉末的氯化物含量方法：滴定法滴定法毛细管中的指示剂法毛细管中的指示剂法足以引发腐蚀的氯化物含量根据混凝土具体情况和环境足以引发腐蚀的氯化物含量根据混凝土具体情况和环境的不同而不同，可以参照有关规定或指导标准。的不同而不同，可以参照有关规定或指导标准。混凝土：电位的测量钢筋的锈蚀由（一根钢筋上不同位置的）电位差引起，钢筋的锈蚀由（一根钢筋上不同位置的）电位差引起，电位差会产生腐蚀单元。可以通过在混凝土表面放一个电位差会产生腐蚀单元。可以通过在混凝土表面放一个铜铜/硫化铜半电池，测量半电池与钢筋之间的电位差，硫化铜半电池，测量

28、半电池与钢筋之间的电位差，来探测同一根钢筋上的电位差。如果电位超过来探测同一根钢筋上的电位差。如果电位超过-350mV，则表示钢筋很可能已经锈蚀，如果电位没有超过则表示钢筋很可能已经锈蚀，如果电位没有超过-200mV，则钢筋很可能没有锈蚀。除非电位显示钢筋很，则钢筋很可能没有锈蚀。除非电位显示钢筋很可能没有锈蚀，否则必须进行电阻试验，评估锈蚀的相可能没有锈蚀，否则必须进行电阻试验，评估锈蚀的相对速度。对速度。混凝土：应变和挠曲的测量测量应变：测量应变： 声学仪：不能测量瞬时应变或动态应变，但适合用于混声学仪：不能测量瞬时应变或动态应变，但适合用于混凝土结构和工地现场使用。凝土结构和工地现场使用

29、。 电阻仪：可测量动态应变，适用于钢结构，不太适合混电阻仪：可测量动态应变，适用于钢结构，不太适合混凝土。凝土。测量挠曲：测量挠曲： 表盘仪器：需要有坚固的基座安放仪器，可以方便的读表盘仪器：需要有坚固的基座安放仪器，可以方便的读数。可用张拉钢丝将挠曲从桥面板传导到基座。数。可用张拉钢丝将挠曲从桥面板传导到基座。 电传感器：可用于远程记录。电传感器：可用于远程记录。 精确水平仪：当低精确度已足够时。精确水平仪：当低精确度已足够时。 激光技术：如需高精确度。激光技术：如需高精确度。 倾斜计：测量旋转或斜度改变。倾斜计：测量旋转或斜度改变。注意：应选择适当的时间和天气进行试验，确保热应变较注意：应

30、选择适当的时间和天气进行试验，确保热应变较小。小。混凝土：放射线照相伽马射线照相：适用于混凝土结构。伽马射线照相：适用于混凝土结构。照相时将射线源放在混凝土的一边，另一边附着上胶片。照相时将射线源放在混凝土的一边，另一边附着上胶片。钢材料因为密度较大，比混凝土更阻挡射线，在底片上比钢材料因为密度较大，比混凝土更阻挡射线，在底片上比周围的混凝土显得更亮，与之相反，混凝土中的空洞则显周围的混凝土显得更亮，与之相反，混凝土中的空洞则显现成较暗的块。通常采用阅读器来看底片。以投影的方法现成较暗的块。通常采用阅读器来看底片。以投影的方法检查混凝土时，照片可显示混凝土中各个深度的所有的钢检查混凝土时，照片

31、可显示混凝土中各个深度的所有的钢筋和空洞，所以如果混凝土中有多层的钢筋或钢绞线，其筋和空洞，所以如果混凝土中有多层的钢筋或钢绞线，其影像会重复，要仔细的观察和解释结果。能用放射线照相影像会重复，要仔细的观察和解释结果。能用放射线照相的最大厚度是的最大厚度是500到到600毫米。毫米。使用放射性同位素要特别注意安全。射线源和检查物体之使用放射性同位素要特别注意安全。射线源和检查物体之间的距离必须比检查物体和胶片之间的距离大很多。间的距离必须比检查物体和胶片之间的距离大很多。射线发射器：如采用射线发射器：如采用加速器或飞机行业使用的线性加速加速器或飞机行业使用的线性加速器取代放射源，更有利于桥梁使

32、用。器取代放射源，更有利于桥梁使用。混凝土：辐射线测定辐射线测定的原理与放射线照相类似，但是射线源的密度辐射线测定的原理与放射线照相类似，但是射线源的密度更低，胶片也被一个探测器取代，如盖格计数器或闪烁计更低，胶片也被一个探测器取代，如盖格计数器或闪烁计数器，用于扫描可疑区域。辐射线测定技术通过检查穿透数器，用于扫描可疑区域。辐射线测定技术通过检查穿透混凝土的射线的衰减情况，可确定混凝土的密度。密度越混凝土的射线的衰减情况，可确定混凝土的密度。密度越大，衰减越大。可采用直接发射或者反向散射技术。如果大，衰减越大。可采用直接发射或者反向散射技术。如果采用反向散射，射线源和探测器要在混凝土的同一面

33、。采用反向散射，射线源和探测器要在混凝土的同一面。混凝土：压力真空技术后张法预应力管道内的空洞的体积、空洞的连续性和后后张法预应力管道内的空洞的体积、空洞的连续性和后张管内的渗漏情况都可以通过先在管上钻一个孔，再用张管内的渗漏情况都可以通过先在管上钻一个孔，再用压力真空技术进行检查。需要在钻孔时近距离的仔细控压力真空技术进行检查。需要在钻孔时近距离的仔细控制，避免损伤钢束。该试验必须在熟悉结构的工程师监制，避免损伤钢束。该试验必须在熟悉结构的工程师监督下进行。督下进行。混凝土：振动技术此技术通过结构的振动响应，检查结构是否有缺陷或此技术通过结构的振动响应，检查结构是否有缺陷或潜在的缺陷。通过各

34、种频率的强制振动或交通引起的潜在的缺陷。通过各种频率的强制振动或交通引起的振动作为刺激，用加速器测量结构的反应。振动作为刺激，用加速器测量结构的反应。混凝土：声学发射测试结构第一次加荷载时，或者受到比以前都要大的荷载时，结构第一次加荷载时，或者受到比以前都要大的荷载时，导致的材料变形可能发出应变能，生成应力波，可以用导致的材料变形可能发出应变能，生成应力波，可以用适当的传感器探测到。在结构上放置数个传感器，可以适当的传感器探测到。在结构上放置数个传感器，可以确定发射源的位置。有各种不同的原因会产生声学发射，确定发射源的位置。有各种不同的原因会产生声学发射，包括混凝土开裂、局部的破碎、钢筋滑动和

35、锈蚀。包括混凝土开裂、局部的破碎、钢筋滑动和锈蚀。混凝土：防水膜的渗漏采用电阻技术来确定防水膜渗漏的位置。测量混凝土桥采用电阻技术来确定防水膜渗漏的位置。测量混凝土桥面板内的钢筋和沥青路面上的接触点（用一个浸透水的面板内的钢筋和沥青路面上的接触点（用一个浸透水的海绵制作接触点，水中含有润湿剂）之间的电阻，高电海绵制作接触点，水中含有润湿剂）之间的电阻，高电阻意味着防水膜完好无缺，低电阻则意味着有渗漏。对阻意味着防水膜完好无缺，低电阻则意味着有渗漏。对网格状分布的接触点进行测量，绘出电阻走势图。由于网格状分布的接触点进行测量，绘出电阻走势图。由于结构边缘或施工缝长会有渗漏，对解读这些区域的测试结

36、构边缘或施工缝长会有渗漏，对解读这些区域的测试结果要谨慎。结果要谨慎。钢：厚度试验直接测量：通过检查通道测量易腐蚀的构件厚度。直接测量：通过检查通道测量易腐蚀的构件厚度。超声波试验设备：测量厚度精确到超声波试验设备：测量厚度精确到0.1毫米。毫米。可用于剩余强度评估时确定已被腐蚀的厚度。在测量可用于剩余强度评估时确定已被腐蚀的厚度。在测量之前，需清除掉表面上的灰尘和腐蚀物。之前，需清除掉表面上的灰尘和腐蚀物。钢：焊缝尺寸对焊接质量有怀疑或已发现开裂或缺陷，需测量并记对焊接质量有怀疑或已发现开裂或缺陷，需测量并记录角焊缝尺寸。测量尺寸为焊角的长度，如果长度不录角焊缝尺寸。测量尺寸为焊角的长度，如

37、果长度不等，其差异需记录下来。另外，还需在记录里注明焊等，其差异需记录下来。另外，还需在记录里注明焊接是凸起的还是凹进去的，如果是凹进去的，还需测接是凸起的还是凹进去的，如果是凹进去的，还需测量凹口尺寸。如果表面出现小洞或有咬边，都要记录量凹口尺寸。如果表面出现小洞或有咬边，都要记录下来。下来。钢：平整度试验检查平面是否变形或偏移，将一把直尺放在表面，直尺检查平面是否变形或偏移，将一把直尺放在表面，直尺与表面之间存在缝隙即说明已变形，将最大的变形尺寸与表面之间存在缝隙即说明已变形，将最大的变形尺寸和位置记录下来。测量这种缝隙最早采用的方法是使用和位置记录下来。测量这种缝隙最早采用的方法是使用锥

38、形楔，刻度单位为锥形楔，刻度单位为0.5毫米，将楔尽量地往缝隙里插，毫米，将楔尽量地往缝隙里插，缝隙的数值就可直接在楔上显示。使用的直尺长度和变缝隙的数值就可直接在楔上显示。使用的直尺长度和变形波峰之间的测量长度都要记录下来，并提供草图，指形波峰之间的测量长度都要记录下来，并提供草图，指出变形部位在结构中的位置。出变形部位在结构中的位置。如需使用更长的、比使用直尺更简便的标准尺来测量变如需使用更长的、比使用直尺更简便的标准尺来测量变形，一般是使用拉紧的钢丝，将钢丝沿标准尺拉直，用形，一般是使用拉紧的钢丝，将钢丝沿标准尺拉直，用锥形楔测量偏移量来测量钢丝与变形构件表面之间的差锥形楔测量偏移量来测

39、量钢丝与变形构件表面之间的差距。距。钢：黑螺栓和铆钉试验肉眼检查：检查是否有脱落、松动或移动和是否已被腐肉眼检查：检查是否有脱落、松动或移动和是否已被腐蚀或生锈。蚀或生锈。锤击检查：检查是否仍牢固。可拿锤子轻轻地敲击，如锤击检查：检查是否仍牢固。可拿锤子轻轻地敲击，如果是牢固的，发出的声音像铃声，并穿透到整个构件里；果是牢固的，发出的声音像铃声，并穿透到整个构件里；如果是松的，会有移动，发出的声音沉闷。如果是松的，会有移动，发出的声音沉闷。钢：高强螺栓摩擦连接试验对使用高强螺栓的连接进行检查以确保螺栓牢固。对使用高强螺栓的连接进行检查以确保螺栓牢固。采用了示压装置或部分旋转法的只需偶尔检查。采

40、用了示压装置或部分旋转法的只需偶尔检查。否则检查频率高些。否则检查频率高些。钢：染色渗透液试验这种试验方法适合用于确定是否存在表面瑕疵，特别这种试验方法适合用于确定是否存在表面瑕疵，特别是表面裂缝。试验时，需清除表面涂料和清洁表面。是表面裂缝。试验时，需清除表面涂料和清洁表面。清洁后，在表面喷上低粘性的红色染料，渗入到表面清洁后，在表面喷上低粘性的红色染料，渗入到表面裂缝或瑕疵里。大约二十分钟以后，使用溶剂将表面裂缝或瑕疵里。大约二十分钟以后，使用溶剂将表面上的染料清洁掉。然后，洒上白垩粉，如果存在裂缝上的染料清洁掉。然后，洒上白垩粉，如果存在裂缝或有瑕疵，染料就会从有瑕疵的地方反渗透出来，在

41、或有瑕疵，染料就会从有瑕疵的地方反渗透出来，在白垩粉表面上呈现污点。白垩粉表面上呈现污点。钢：硬度试验硬度试验用于确定某个部位钢的大概强度或经燃烧后钢的硬度试验用于确定某个部位钢的大概强度或经燃烧后钢的属性是否改变。属性是否改变。硬度试验需对试验的进行抛光处理，磨出大约硬度试验需对试验的进行抛光处理，磨出大约10至至20厘厘米直径的小块，然后用金刚砂擦亮成所要求的表面。米直径的小块，然后用金刚砂擦亮成所要求的表面。常规硬度方法：所用仪器有个小球或金刚石，将小球或常规硬度方法：所用仪器有个小球或金刚石，将小球或金刚石压在磨光的表面，天平上就会直接显示布氏或维氏金刚石压在磨光的表面，天平上就会直接

42、显示布氏或维氏硬度值。需记下同一表面重复的几个数值，这几个数值的硬度值。需记下同一表面重复的几个数值，这几个数值的平均数则得出硬度值。平均数则得出硬度值。波尔迪硬度方法：此种方法中，小球是放在刻度钢块和波尔迪硬度方法：此种方法中，小球是放在刻度钢块和磨光的表面，敲击刻度钢块，在钢块和刻度块上压出痕迹。磨光的表面，敲击刻度钢块，在钢块和刻度块上压出痕迹。为确定硬度值，对压痕的相对尺寸进行比较。为确定硬度值，对压痕的相对尺寸进行比较。钢：应变和挠曲测量测量应变：测量应变：防电应变仪防电应变仪机械应变仪机械应变仪划痕复制技术划痕复制技术挠曲测量：挠曲测量：指示表指示表位移传感器。位移传感器。挠曲测量

43、时建立固定的基准点并进行检查非常重要，确挠曲测量时建立固定的基准点并进行检查非常重要，确保基准点不在试验过程中发生相对移动。保基准点不在试验过程中发生相对移动。钢：磁裂探测磁裂探测基于裂纹或瑕疵对磁场内磁力线产生的干扰。在磁裂探测基于裂纹或瑕疵对磁场内磁力线产生的干扰。在试验区涂上洒上磁粉，如果表面附近有裂纹或瑕疵，通试验区涂上洒上磁粉，如果表面附近有裂纹或瑕疵，通过涂粉或磁粉，瑕疵就会在表面上显示。过涂粉或磁粉，瑕疵就会在表面上显示。强永久磁铁电磁铁：磁极放在试验区的两边产生磁场。强永久磁铁电磁铁：磁极放在试验区的两边产生磁场。电试探器：通过高电流穿过钢试验品本身而产生磁场。电试探器：通过高

44、电流穿过钢试验品本身而产生磁场。电流的强度跟产生的磁场强度有关。电流可用交流电或直电流的强度跟产生的磁场强度有关。电流可用交流电或直流电，交流电技术能更好地检查表面裂纹，而直流电技术流电，交流电技术能更好地检查表面裂纹，而直流电技术只能检查到表面层下的裂纹。只能检查到表面层下的裂纹。线圈磁场：线圈绕在试验区，当电流穿过线圈时产生磁线圈磁场：线圈绕在试验区，当电流穿过线圈时产生磁场。场。钢：超声波超声波试验是将高频声波作用到试验区内，并根据焊缝里超声波试验是将高频声波作用到试验区内，并根据焊缝里反射出的声波或声波穿过焊缝时的衰减进行监测。反射出的声波或声波穿过焊缝时的衰减进行监测。脉冲回波方法：

45、可监测到从里面的裂纹中反射出的信号。脉冲回波方法：可监测到从里面的裂纹中反射出的信号。在标准的试验块上标上刻度，这样可以直接在设备屏幕上在标准的试验块上标上刻度，这样可以直接在设备屏幕上显示试探器与裂纹或反射表面的距离。确定瑕疵的位置，显示试探器与裂纹或反射表面的距离。确定瑕疵的位置，可使用试探器，将声波从不同角度射入到焊缝中；亦可通可使用试探器，将声波从不同角度射入到焊缝中；亦可通过测量焊缝处一个基准点到反射点的距离，并记下各基准过测量焊缝处一个基准点到反射点的距离，并记下各基准点与裂纹的距离。内部瑕疵的大小，可通过测出瑕疵与声点与裂纹的距离。内部瑕疵的大小，可通过测出瑕疵与声波的周长，或记

46、下瑕疵反射出的声波来估算。波的周长，或记下瑕疵反射出的声波来估算。超声波试验方法特别适用于检查、确定内部瑕疵和测量其超声波试验方法特别适用于检查、确定内部瑕疵和测量其大小，包括厚度大约大小，包括厚度大约10毫米以上的钢缝平面瑕疵，不大毫米以上的钢缝平面瑕疵，不大适用于粗糙的表面、钢筋或衬板和单边焊缝。适用于粗糙的表面、钢筋或衬板和单边焊缝。钢：放射线照相法放射线照相方法是将放射线照相方法是将X射线或伽马射线射到目的区域，最射线或伽马射线射到目的区域，最后将影像投射到胶卷上。后将影像投射到胶卷上。检查裂缝就需到达检查的焊缝两边，一边放放射器，另一检查裂缝就需到达检查的焊缝两边，一边放放射器，另一

47、边紧挨着焊缝放胶卷。焊缝处若有裂纹或瑕疵，投射到胶边紧挨着焊缝放胶卷。焊缝处若有裂纹或瑕疵，投射到胶卷上的辐射强度就有不同。如有裂纹、空隙或其他缺陷，卷上的辐射强度就有不同。如有裂纹、空隙或其他缺陷，胶卷上就会出现黑线或阴影。如果局部变厚，例如焊缝补胶卷上就会出现黑线或阴影。如果局部变厚，例如焊缝补强、垫板等，在胶卷上则显得亮些。强、垫板等，在胶卷上则显得亮些。倾斜于射线的瑕疵不大容易发现。倾斜于射线的瑕疵不大容易发现。这种放射线照相方法最适合用于检查三维非平面瑕疵，或这种放射线照相方法最适合用于检查三维非平面瑕疵，或与辐射线相平行的平面瑕疵。与辐射线相平行的平面瑕疵。钢：涡流试验涡流试验是将

48、带有感应线圈的试探器放在钢的表面或表面涡流试验是将带有感应线圈的试探器放在钢的表面或表面附近，使钢产生涡流。附近，使钢产生涡流。如表面附近有瑕疵或缺陷，这些瑕疵或缺陷就会影响钢里如表面附近有瑕疵或缺陷，这些瑕疵或缺陷就会影响钢里的涡流流速，反过来，影响试探器上的荷载，测量线路时的涡流流速，反过来，影响试探器上的荷载，测量线路时产生反应。这种试验方法最适合表面裂纹或瑕疵的检查，产生反应。这种试验方法最适合表面裂纹或瑕疵的检查，如仔细校准，可估算裂纹的深度。如仔细校准，可估算裂纹的深度。钢：化学分析如需要对钢的可焊性进行检查，或提供有关钢类型的更多如需要对钢的可焊性进行检查，或提供有关钢类型的更多

49、信息，可对从试验的构件中钻出或刮出的物质进行化学分信息，可对从试验的构件中钻出或刮出的物质进行化学分析。析。搜集这些样品时须谨慎小心，防止被污染，并确保只对检搜集这些样品时须谨慎小心，防止被污染，并确保只对检查构件的材料进行分析。查构件的材料进行分析。对结构钢，一般对碳、锰、硅、硫磺和磷进行分析就足够对结构钢，一般对碳、锰、硅、硫磺和磷进行分析就足够了。了。只有在熟悉结构的工程师允许的地方才能对构件进行钻孔只有在熟悉结构的工程师允许的地方才能对构件进行钻孔或刮擦。或刮擦。钢：声学发射声学发射试验方法是通过听声音来判断结构是否发声学发射试验方法是通过听声音来判断结构是否发生变化或恶化。生变化或恶

50、化。将探测器放在结构某部位，探测器就会检测到瑕疵将探测器放在结构某部位，探测器就会检测到瑕疵变大发出的声响。这种方法需要在结构上放多个探变大发出的声响。这种方法需要在结构上放多个探测器。测器。声学发射试验方法适合用于对某个具体位置进行监声学发射试验方法适合用于对某个具体位置进行监测，检查瑕疵是否在结构运营期间继续扩大。测，检查瑕疵是否在结构运营期间继续扩大。钢：涂料状况评估（）涂料系统出现问题一般主要有以下四种：涂料系统出现问题一般主要有以下四种：最表层往里侵蚀最表层往里侵蚀现象为表面粉化或脱落、内涂层现象为表面粉化或脱落、内涂层损坏、局部生锈；损坏、局部生锈；由于内层漆与底漆间、及现场涂漆与

51、工厂涂漆间的粘由于内层漆与底漆间、及现场涂漆与工厂涂漆间的粘着不佳而导致整个涂层系统损坏；着不佳而导致整个涂层系统损坏；从内往外侵蚀和生锈，浮现到表面并逐渐扩大，最后从内往外侵蚀和生锈，浮现到表面并逐渐扩大，最后破坏整个涂层系统；破坏整个涂层系统；一个或多个涂层的涂料不符合规格，破坏整个涂层系一个或多个涂层的涂料不符合规格，破坏整个涂层系统统越是靠里的涂层出现问题，越难检查和补救。越是靠里的涂层出现问题，越难检查和补救。钢：涂料状况评估（二）涂层检查的方法：涂层检查的方法：对样本进行化学（或其他）分析；对样本进行化学（或其他）分析；使用照明放大镜或照明显微镜；使用照明放大镜或照明显微镜；当问题

52、不是出在面漆，而是出在底层，可由经验丰富当问题不是出在面漆，而是出在底层，可由经验丰富的检查员使用照明检查仪进行检查。这种检查仪可切或的检查员使用照明检查仪进行检查。这种检查仪可切或刮到钢层，切口向一边倾斜，可观察涂料、测量厚度、刮到钢层，切口向一边倾斜，可观察涂料、测量厚度、发现涂层之间粘合和底漆的问题，如涂层接触面的锈蚀发现涂层之间粘合和底漆的问题，如涂层接触面的锈蚀蔓延，等等。蔓延，等等。涂层状况按检查结果分以下四类：涂层状况按检查结果分以下四类：一类：局部脱落，面层完好，无需对整个结构进行重新涂一类：局部脱落，面层完好，无需对整个结构进行重新涂漆。漆。二类：面层正常风化，如粉化、表面有