张鹏飞

（苏州市交通工程质量监督站 苏州 215007）

Zhang peng fei

（Suzhou Transportation Engineering Quality Supervision Station，Suzhou 215007，China）

桥梁作为人工修建的跨越地面障碍的结构物，在建设期间和运营过程中总伴随着一定的风险，如设计和施工原因导致的先天质量缺陷、频繁超载，以及自然灾害的影响等。在一定条件下，这些风险将导致桥梁倒塌事故的发生，造成巨大的人身财产损失和不良的社会影响。如何根据桥梁结构受力体系、材料、施工工艺等方面的特点，对已完桥梁工程进行质量鉴定，确保工程质量，避免桥梁倒塌事故发生，是我们质量监督工作者须深入研究的课题。本文在分析国内外桥梁倒塌原因的基础上，着重探讨不同材料、不同结构体系桥梁交工验收质量检测与鉴定方法。

1 公路桥梁倒塌事故原因分析

桥梁倒塌事故的原因除地震、洪水、泥石流等不可抗拒的自然因素以外，主要是人为因素。如：设计有误、施工不当、频繁超载、撞桥等。

1.1 设计有误

合理的设计是保障桥梁安全性能的源头。实际工程中，设计不当主要表现为结构不合理、计算有误、盲目照搬已有设计、赶工期、非法分包等。如1999年重庆綦江彩虹桥，设计分包给2个刚毕业的大学生，由于设计者缺乏工程经验，不懂施工，对结构力学特性不够了解，设计的方案构造不合理，最终引起桥梁坍塌。

1.2 施工不当

施工不当、施工质量达不到设计要求是桥梁倒塌最主要的原因。桥梁施工过程中，施工不当主要包括：盲目赶工期，施工质量差，特别是隐蔽工程质量得不到保障；施工工序不按设计进行，违规操作，施工工艺不合理；施工管理混乱，非法分包转包，偷工减料等。近些年来，国内外由于施工不当而导致桥梁倒塌的事故屡见不鲜。如：1985年英国威尔士发生了一起预应力混凝土桥梁倒塌的事故，事故直接原因为后张法预应力混凝土梁中压浆的质量较差，影响了混凝土与预应力钢筋的粘结力；1994年10月21日，韩国汉城的圣水大桥，一座采用钢桁式结合梁的4车道公路桥，由于焊接不当致使焊缝脆性断裂而坍塌，造成多人遇难。

1.3 超载

近年来我国公路交通流量骤增，交通运输量的增长，导致汽车超载频率更高。汽车频繁超载使桥梁结构疲劳损伤加剧，严重影响桥梁结构的耐久性。正常行驶中，载重车一般行驶在外侧车道，即靠近主梁的外边缘，如果载重车的超载量过大，将极易导致主梁扭矩超出承载能力极限值，从而发生侧翻倒塌。2009年6月黑龙江铁力市西大桥、2012年8月哈尔滨市阳明滩大桥均发生由于汽车超载而导致的单侧桥梁倒塌。

1.4 撞桥

水路运输的增长也导致了撞桥事故更频繁的发生。由于我国至今没有船撞设计规范，除特大桥以外，多数桥梁设计时未进行防撞设计，且桥墩周围没有安装防撞装置，当受到船舶或汽车撞击引起的巨大冲击荷载时，桥墩被撞倒，从而导致桥梁坍塌。2007年6月，广东九江大桥由于运沙船舶偏离航道误入非通航孔，撞击23号桥墩，致4孔非通航孔桥面倒塌；2006年7月，渝黔高速公路人行天桥倒塌，据查勘因车辆撞击所致。

2 公路桥梁交工验收质量检测

公路桥梁交工验收质量检测是交工验收前质量监督机构对负责监督的桥梁工程项目进行实体检测、外观检查等。由于不同材料、不同结构体系的桥梁在荷载作用下的力学性能与破坏机理不同，因此，对桥梁进行交工质量检测除了需检测交通部《公路工程交工验收办法与实施细则》规定的指标外，还需根据桥梁结构受力特点，对影响桥梁结构力学性能较大的指标进行检测。

2.1 全桥线形和标高检测

桥梁的标高与线形有联带关系，标高是指某点的高程值，线形则是桥梁相关点的连线。一座施工质量良好的桥梁，其标高和线形均应达到设计期望值。任何一座桥梁均应检测墩台的支承垫石（即支座垫板）顶面、承台顶面和梁底处的标高；墩台身在桥的纵、横向偏移倾斜等。对于斜拉桥，应量测其主塔塔身在桥的纵、横向偏移倾斜和塔顶的变位；对于悬索桥，不仅需量测其主塔塔身在桥的纵、横向偏移倾斜和塔顶的变位，还应量测主缆的线形；对于拱桥，应量测拱肋轴线的线形。

2.2 不同材料桥梁结构检测

钢筋混凝土梁桥应着重检查主梁是否有竖向裂缝、斜向裂缝及顺主筋方向的纵向裂缝等。对于宽度较大的裂缝，如宽度大于0.2mm的裂缝应量测其深度，并绘制裂缝分布、走向、长度、宽度及深度图。

钢结构桥梁应检测构件油漆涂层有无起皮、剥落、锈斑等；对于车辆荷载作用下易发生疲劳裂纹的部位，如承受拉压应力循环的杆件与节点板连接处或杆件接头处、梁格体系纵梁与横梁的连接角钢处、U形肋与顶板横隔板连接处焊缝焊趾、单剪铆钉处、无盖板的纵梁上翼缘角钢等，应检测是否有裂纹、穿孔、硬伤、硬弯、歪扭、爆皮及材料夹层；焊接钢箱梁应检测工地拼接的环形焊缝（即底板—腹板—顶板—腹板连接焊缝）和U形加劲肋纵向连接焊缝是否有焊接缺陷；铆接钢桥应检查铆钉和高强螺栓是否拧紧。

2.3 不同结构体系桥梁结构检测

拱桥应重点检查拱肋拱脚、跨中及1／4断面；对于中承式和下承式拱桥，还须检查吊杆与主流的连接是否良好，因为该部位在车辆振动下极易发生松动；钢管拱桥应检测钢管连接焊缝和支承端焊缝质量。

斜拉桥应检查拉索与主梁、拉索与主塔的锚固区是否有裂缝，锚头涂装是否已按要求完成，拉索防护套是否完好，主梁与主塔连接支座安装是否符合设计要求，主塔顶有无偏移，塔身及塔根有无裂缝。

悬索桥应检查主缆线形，主缆、主缆索股及其锚头的防护是否良好，主鞍座和散索所在位置是否正确，吊索索夹是否有锈蚀，各连接螺栓是否拧紧，主塔顶有无偏移，塔身及塔根有无裂缝，支座安装是否满足要求，锚室内有无积水，有无除湿设备；是否有防雷设施等。

3 荷载试验质量评定

对于跨度较小、结构较简单的桥梁，根据《公路工程交工验收办法与实施细则》及上述的检测方法进行检测，再结合设计、施工内业资料，便可进行质量评定；但对于大中型桥梁和具有特殊设计要求的桥梁，仅仅采用一般方法进行检测，其结果难以判断桥梁整体受力性能是否满足设计和规范要求，需进行桥梁荷载试验。桥梁荷载试验是弥补施工质量检测和设计计算中的不足、检验设计与施工质量、评定正常运营状态下桥梁承载能力最直接和最有效的方法。

桥梁荷载试验通过荷载作用引起桥梁结构的变位和振动，测试桥梁结构特定部位的应力、应变、位移及加速度。按加载方式不同，分为静载试验和动载试验。由静载试验可判断桥梁结构整体强度和刚度；由动载试验可得到结构的自振特性（自振频率、振型和阻尼比）和系统参数（刚度、质量和阻尼矩阵），进而可判定桥梁结构承载能力，掌握桥梁实际受力状态，发现一般性检测中难以发现的质量问题。

3.1 静载试验

桥梁工程交工验收静载试验主要测试桥梁控制断面的应变和挠度，将试验结果与静力计算结果进行对比，以确定桥梁结构的实际工作状态是否符合设计期望值，从而判定结构施工质量。

应变测试是在理论计算确定的桥梁受力控制断面处粘贴振弦式应变计或电阻应变片测量应变。通过实测应变值和理论计算值对比，可得到桥梁结构的强度校验系数，该系数反映了桥梁结构实际强度与设计预计值的偏差程度。采用百分表、精密水准仪或全站仪观测控制断面在荷载作用下的变形，通过实测变形和理论计算值的对比，可得到桥梁的结构刚度校验系数，它反映了桥梁结构实际刚度与设计期望值的偏差程度。

3.2 动载试验

动载试验主要测试汽车荷载作用下桥梁结构动力放大系数、冲击系数以及结构固有频率、振型和阻尼比等动力特性参数。理论计算时这些动力特性参数是通过动力微分方程求得，而影响动力微分方程求解结果的是结构刚度矩阵和质量矩阵，若桥梁结构实际刚度与设计期望值不符，那么动力特性参数测试结构将与理论计算值有较大差异。因此，动力特性参数测试亦可直观地再现桥梁结构实际施工质量。

按照激励方式的不同，桥梁结构动载试验可分为跑车试验、冲击试验和随机环境脉动试验。跑车试验是测试车辆以不同速度通过桥面时，控制断面的动挠度时程曲线，以获得正常行驶状态下桥梁结构的动力放大系数和冲击系数；冲击试验是模拟桥面铺装不平整，测试桥面不良状态时运行车辆荷载作用下的动态响应；随机环境振动试验是通过在控制断面安放传感器，拾取桥梁结构在自然状态（即无交通荷载、无其他振源）下的动态响应，从而测得结构自振频率、振型和阻尼比等动力特性参数。

4 结语

桥梁安全直接关系人民生命和财产安全。历次桥梁倒塌事故告诫我们：桥梁建设过程中，须在保证设计质量符合规范要求的前提下，规范施工质量管理，建立健全“政府监督、法人管理、社会监理、企业自检”的四级质保体系，加强施工过程和交工验收质量检测，确保桥梁质量满足设计、规范要求，尽量减少或最大可能消除桥梁安全隐患，确保人民出行安全。

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