試析橋梁結(jié)構(gòu)檢測與加固處理

馮亮洪（浙江省義烏市交通工程質(zhì)量安全監(jiān)督管理站，浙江 義烏 322000）

近年來，受到國家經(jīng)濟(jì)形勢的影響，人們的生活水平也在不斷的提高，突出表現(xiàn)在私家車的數(shù)量逐漸增加，這給原本就擁擠的交通帶來了更加沉重的負(fù)擔(dān)。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)查，我國的人均交通面積占有百分比遠(yuǎn)低于世界平均水平。因此，進(jìn)行全面的交通建設(shè)整改，大規(guī)模的進(jìn)行橋梁建設(shè)施工，是緩解交通壓力，提高人們生活水平的一個有效途徑。同時受到經(jīng)濟(jì)因素的影響，而且有些橋梁仍在其使用壽命期限內(nèi)，沒有必要進(jìn)行推倒改建，因此，進(jìn)行相應(yīng)的橋梁加固是唯一可行的辦法。如何提升加固的措施質(zhì)量，豐富現(xiàn)有的加固手段，進(jìn)行技術(shù)改造，是橋梁加固工作的核心。

1 橋梁結(jié)構(gòu)檢測的常用方法

橋梁工程作為交通運輸?shù)囊粋€重要環(huán)節(jié)，其作用越來越明顯，由于使用和管理不當(dāng)，導(dǎo)致橋梁出現(xiàn)損壞現(xiàn)象很常見，因此對其進(jìn)行定期的結(jié)構(gòu)檢測是十分必要的。通過大量的數(shù)據(jù)分析我們基本可以將造成橋梁破損的原因歸結(jié)為以下幾點：①橋梁運行期間缺乏有效的管理，例如對橋梁的路面沒有進(jìn)行相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)，橋梁路面出現(xiàn)了積水現(xiàn)象，混凝土性質(zhì)受到影響，橋梁路面的承載力下降，車輛超載現(xiàn)象嚴(yán)重，路政管理人員沒有進(jìn)行有效地管理。②橋梁設(shè)計施工初期沒有進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃，對周邊的經(jīng)濟(jì)情況和環(huán)境資源等沒有進(jìn)行科學(xué)的評估，因此，橋梁在投入使用一定階段后，不能滿足當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，甚至成為制約其發(fā)展的一個重要因素。③部分橋梁在投入使用之后會收取過路費，用于償還橋梁建設(shè)施工中的經(jīng)濟(jì)借貸，同時，過路費的收取按照理論上來說應(yīng)該為橋梁的檢修和養(yǎng)護(hù)留有預(yù)留資金，但是由于管理資金存在漏洞，資金挪用和亂用的現(xiàn)象比較嚴(yán)重，因此，檢修問題得不到資金的有效保障。鑒于以上相關(guān)的因素，橋梁的管理人員和單位，必須在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進(jìn)行定期的必要檢查，并嚴(yán)把檢查的質(zhì)量關(guān)，將檢修工作落實到實處。

橋梁結(jié)構(gòu)檢測是一項對橋梁結(jié)構(gòu)直接進(jìn)行測試的科學(xué)實驗工作。橋梁檢測的主要任務(wù)是通過有計劃地對橋梁結(jié)構(gòu)物加載之后的性能進(jìn)行測量和參數(shù)分析，對結(jié)構(gòu)物的工作性能加以分析評價，正確評價橋梁結(jié)構(gòu)的承載力和使用條件。橋梁在使用過程中會經(jīng)常出現(xiàn)各種損害，需要相關(guān)部門及時發(fā)現(xiàn)橋梁中存在的損壞環(huán)節(jié)，并及時加以修補，定期對橋梁進(jìn)行檢測維護(hù)是保證橋梁正常運營的重要環(huán)節(jié)。現(xiàn)階段常用的橋梁檢測方法包括三種，即半破損檢測、無破損檢測、半破損與無破損相結(jié)合及荷載試驗。橋梁檢測方法主要是針對混凝土的強度和內(nèi)部缺陷等問題加以檢測。通常情況下，混凝土梁的無損檢測包括強度和完整性檢測兩種，混凝土梁的無損檢測以傳統(tǒng)測試混凝土強度的超聲法和回彈法為主。荷載試驗主要是針對橋梁的整體結(jié)構(gòu)特性和承載能力進(jìn)行綜合評價，荷載試驗主要包括動力荷載試驗和靜力荷載試驗兩種，其中橋梁結(jié)構(gòu)的動力荷載試驗是使用動力荷載測試橋梁結(jié)構(gòu)的動力特性，例如使用行駛的汽車荷載或者其他動力荷載作用在橋梁結(jié)構(gòu)上，測出橋梁結(jié)構(gòu)的動力特性，通過橋梁的振動變形，判斷分析橋梁結(jié)構(gòu)在動力荷載下受振動和沖擊的影響程度。橋梁結(jié)構(gòu)的靜力荷載試驗是指將靜止的荷載作用在橋梁的指定位置，保證可以測試出橋梁結(jié)構(gòu)的靜位移、靜應(yīng)變以及裂縫等，以此判斷橋梁結(jié)構(gòu)在荷載作用下的工作能力和狀態(tài)，通常情況下，橋梁結(jié)構(gòu)的分析評定工作主要包括對橋梁工作狀況的強度和穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)的剛度、裂縫、地基基礎(chǔ)等。

2 橋梁加固的重要意義

隨著交通壓力的提升，現(xiàn)有的橋梁已經(jīng)不能滿足日常交通需求，強行以現(xiàn)有的橋梁承載超負(fù)荷的交通運輸，不僅對橋體造成嚴(yán)重的損害，降低橋梁的使用壽命，同時也存在重大安全隱患。因此提高橋梁的交通承載能力是一項刻不容緩的交通整改措施。但是在實際運行中，部分橋梁還在使用范圍內(nèi)，具有一定的使用期限，片面的推倒重建不僅工程量大，影響正常的交通運輸，同時也是一種資源和經(jīng)濟(jì)的浪費，不利于和諧社會的建設(shè)，同時也是對可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的一種違背。因此，交通管理部門需要對現(xiàn)有的橋梁進(jìn)行綜合數(shù)據(jù)的評估和分析，對有利用價值和加固價值的橋梁進(jìn)行二次加固，既能滿足交通運輸?shù)馁|(zhì)量，同時又給國家節(jié)省了大量資金。因此，橋梁加固是適合我國國情的一種主要建設(shè)工作。

3 橋梁結(jié)構(gòu)加固處理辦法

由于不同的橋梁具備其獨特的橋梁環(huán)境和使用狀況，所以存在的質(zhì)量問題和隱患也不盡相同，為了保障橋梁加固工作能夠落到實處，真正能夠?qū)Π傩盏娜松戆踩鸬奖Ｕ献饔?，所以需要具體問題具體分析，針對不同的橋梁加固實際需求，采取相應(yīng)的措施和方法，現(xiàn)將主要的橋梁結(jié)構(gòu)加固處理方法進(jìn)行具體的介紹。

3.1 體外預(yù)應(yīng)力加固法

體外預(yù)應(yīng)力加固法主要適用于梁式橋正常使用的極限狀態(tài)超限結(jié)構(gòu)，技術(shù)人員通過對橋體施加體外預(yù)應(yīng)力，使橋梁減少結(jié)構(gòu)裂縫，減小梁體下?lián)希瑥亩纳平Y(jié)構(gòu)各個截面的應(yīng)力狀態(tài)。通常情況下，體外預(yù)應(yīng)力加固法的優(yōu)勢在于使用預(yù)應(yīng)力加固之后可以保證預(yù)應(yīng)力永久保存，而且可以將預(yù)應(yīng)力拆除，所以這在很大程度上擴(kuò)大了體外預(yù)應(yīng)力加固法的使用范圍，一方面它可以作為提高橋梁承載力的永久性加固措施，另一方面還可以使用在通行重車時的臨時加固；此外體外預(yù)應(yīng)力加固法可以使橋梁在自重增加很小的條件下，調(diào)整和改善橋梁原結(jié)構(gòu)的受力情況，增強橋梁結(jié)構(gòu)的抗裂性和剛度；而且在自重增加較小的情況下，對橋梁基礎(chǔ)的受力狀況影響較小，可以節(jié)省橋梁加固成本支出。體外預(yù)應(yīng)力加固法的原理在于通過在橋梁體外增設(shè)鋼質(zhì)的撐桿，與被加固的梁體錨固連接，施加預(yù)應(yīng)力，改變原結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布，降低原結(jié)構(gòu)的應(yīng)力水平，進(jìn)而提高橋梁的承載力，減少橋梁結(jié)構(gòu)的變形。

3.2 減輕拱上自重加固法

減輕拱上自重的方法有三種，其一，使用預(yù)制的鋼筋混凝土T梁、空心板或者微彎板等輕型橋面系取代之前笨重的腹拱體系：其二，把腹拱的重力式橫墻挖空，或者將其改建為鋼筋混凝土立柱；其三，逐漸降低橋面標(biāo)高，以減少或者完全取消拱上材料。減輕拱上自重加固法的目的在于提高橋梁的承載能力，是一種調(diào)整拱上恒載分布的手段。使用減輕拱上建筑自重主要是針對一些雙曲拱橋的基礎(chǔ)承載力較低時，通過這種辦法來降低橋梁對基礎(chǔ)承載力的要求。

3.3 外包混凝土加固法

外包混凝土加固法主要適用于對拱橋、基礎(chǔ)、墩臺、鋼架橋以及梁橋等，是在橋梁結(jié)構(gòu)上增加一部分恒載重量，為了保證外包混凝土加固的成功，在擬定外包混凝土尺寸時應(yīng)該考慮外包構(gòu)建以下的結(jié)構(gòu)承載力。外包混凝土加固法的施工工藝包括以下幾方面內(nèi)容，在施工過程中施工人員一定要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行施工，首先，使用的混凝土補強的受壓新澆混凝土厚度應(yīng)該不小于150mm，并且保證原來混凝土的表面鑿成凹凸深度不小于6mm的粗糙面，使用噴射混凝土施工時應(yīng)該大于50mm，而新澆混凝土的厚度應(yīng)該大于40mm。其次，配置混凝土的石子應(yīng)該使用碎石或者較為堅硬的卵石，最大粒徑不應(yīng)該大于20mm；此外，結(jié)合面的連接鋼筋面積應(yīng)該大于結(jié)合面面積的0.2%。再次，在使用型鋼和鋼板補強時應(yīng)該保證力的有效傳遞，同時應(yīng)該保證其能夠共同參與原結(jié)構(gòu)的受力。最后使用鋼筋補強時，U型箍筋的直徑應(yīng)該和原有的箍筋直徑保持一致，封閉式箍筋的直徑應(yīng)該大于10mm，加固的受力鋼筋與原構(gòu)件受力鋼筋之間的凈距應(yīng)該小于20mm，使用短筋焊接，箍筋使用U型或者封閉的箍筋。

3.4 鋼板粘貼加固法

所謂鋼板粘貼加固法是使用錨栓或者粘結(jié)劑把鋼板粘貼錨固在混凝土結(jié)構(gòu)的受拉緣或者薄弱部位，用鋼板代替增設(shè)的補強鋼筋，以此來提高橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性和承載能力。鋼板粘貼加固法主要適用于由于交通量增加導(dǎo)致橋梁主梁承載力不夠，或者梁板橋的主梁出現(xiàn)橫向裂縫等。該種操作相對比較簡單，操作程序比較清晰，能夠節(jié)省大量的人力、物力和財力。

總之，橋梁的檢修是一項技術(shù)要求相對較高的作業(yè)，其工作的范圍比較廣，參考數(shù)據(jù)復(fù)雜，考慮因素多，操作程序復(fù)雜，由于該檢修工作需要進(jìn)行實地的勘探和考察，所以經(jīng)常會出現(xiàn)高空作業(yè)等危險的操作，因此對于檢修人員的人身安全的管理也是一項重要工作，需要為檢修人員提供足夠的安全保障措施，為其營造安全的作業(yè)環(huán)境；此外，橋梁的檢修工作也是一項技術(shù)要求相對較高的橋體作業(yè)，工程設(shè)計范圍較廣而且會涉及很多隱蔽工程，加固方法還會因不同橋梁的病害原因而不同，施工工藝具有復(fù)雜性和特殊性。為此橋梁結(jié)構(gòu)檢測和加固處理需要工程技術(shù)人員具有扎實的理論知識和豐富的實踐經(jīng)驗，確保技術(shù)工人可以對橋梁做出正確的評估和檢測，進(jìn)而設(shè)計出符合橋梁自身特點的加固方法，延長橋梁的使用壽命。

4 提高橋梁加固質(zhì)量的注意事項

首先，橋梁加固工作是一項技術(shù)與管理相互融合的復(fù)雜作業(yè)，涉及范圍廣，影響領(lǐng)域?qū)?，與環(huán)境管理部門、經(jīng)濟(jì)部門等其他的國家機(jī)關(guān)聯(lián)系密切，因此，在進(jìn)行橋梁加固之前，需要對各項相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的收集和科學(xué)的分析處理，并最終確定科學(xué)的加固方案。

其次，橋梁加固的施工建設(shè)管理人員需要具備足夠的工程建設(shè)經(jīng)驗，并有一定的理論基礎(chǔ)，能夠在建設(shè)過程中嚴(yán)格按照操作程序展開工作，避免在工作中出現(xiàn)違規(guī)操作的現(xiàn)象，保證工程建設(shè)的質(zhì)量。

最后，需要嚴(yán)格考核建設(shè)施工單位的建設(shè)能力，只有具備相關(guān)建設(shè)經(jīng)驗，并且具備一定的施工技術(shù)和設(shè)備的建設(shè)施工單位，才能承擔(dān)相應(yīng)的建設(shè)工作，這樣的建設(shè)團(tuán)隊既有工作經(jīng)驗又具備操作施工的常識，能夠保質(zhì)保量的完成工程任務(wù)。

5 結(jié)語

綜上所述，受到我國交通壓力的逐漸增強、交通負(fù)荷能力已經(jīng)不能滿足現(xiàn)行交通運輸要求現(xiàn)狀的影響，進(jìn)行必要的橋梁加固處理工作是主要的施工手段。需要強調(diào)的是，橋梁加固工作必須具有選擇性，只有具備相應(yīng)的加固價值，并且在加固之后能夠具備一定的使用壽命的橋梁才能進(jìn)行加固處理，并且需要在加固過程中綜合考量各種影響因素，最終選擇科學(xué)的加固處理辦法，通過橋梁加固處理之后的橋梁將會分擔(dān)相應(yīng)的交通運輸壓力，更好的促進(jìn)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展。

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