基于建筑鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)與加固方法的分析研究

刁春華

（廣東省廣州市承信公路工程檢驗(yàn)有限公司，廣東 廣州 511400）

1 橋梁的檢查分析

由于車輛承載，甚至超載等情況經(jīng)常發(fā)生、自然界及災(zāi)害的侵襲以及人為事端等各種因素，都是造成橋梁損傷和局部受到破壞的原因。對(duì)橋梁的外觀檢查后，要通過(guò)儀器對(duì)橋梁內(nèi)部的缺陷進(jìn)行檢測(cè)。我國(guó)現(xiàn)階段常用的檢測(cè)方法主要有超聲波檢測(cè)、聲波驗(yàn)測(cè)法和雷達(dá)驗(yàn)查技術(shù)等，又或者采取傳統(tǒng)的人工檢測(cè)方法和采取脈沖雷達(dá)折射電磁回波方法檢測(cè)出鋼筋混凝土出現(xiàn)的裂縫、空洞或夾渣等。如今國(guó)外相繼研制出融合電、磁、雷達(dá)和數(shù)字信號(hào)等相關(guān)學(xué)科的高科技橋梁檢測(cè)儀器和設(shè)備，如探地雷達(dá)成像系統(tǒng)、激光雷達(dá)和無(wú)線電脈沖發(fā)器等。

對(duì)橋梁進(jìn)行檢查分析是一項(xiàng)十分重要的工作，檢測(cè)方法所需要的數(shù)據(jù)往往取決于檢查所得出的結(jié)果。因此，在現(xiàn)場(chǎng)的檢查工作人員應(yīng)具備細(xì)心、細(xì)致等特點(diǎn)。

2 橋梁的主要檢測(cè)方法

2.1 靜載試驗(yàn)檢測(cè)方法

靜載試驗(yàn)檢測(cè)方法是通過(guò)對(duì)橋梁進(jìn)行靜載實(shí)驗(yàn)，測(cè)量和橋梁結(jié)構(gòu)性能有關(guān)的數(shù)據(jù)，主要包括變形、撓度、應(yīng)變和裂縫等因素。通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出數(shù)據(jù)可分析得出結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、抗裂性能和剛度等橋梁結(jié)構(gòu)的性能，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果判斷出該橋梁的承載能力。

2.2 動(dòng)載試驗(yàn)檢測(cè)方法

該檢測(cè)方法的目的是想得知該橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力性能，并根據(jù)該性能去判斷橋梁的營(yíng)運(yùn)狀況和承載能力。動(dòng)力系數(shù)是確定車輛荷載對(duì)橋梁動(dòng)力作用的重要技術(shù)性參數(shù)之一，也是橋梁運(yùn)營(yíng)狀況和承載能力的重要標(biāo)志之一。在橋梁的不同地方布置檢測(cè)點(diǎn)，通過(guò)結(jié)構(gòu)損傷前后的檢測(cè)點(diǎn)記錄信息可以確定結(jié)構(gòu)發(fā)生損傷的主要位置、損傷程度及損傷類型。

動(dòng)載試驗(yàn)檢測(cè)法和靜載試驗(yàn)檢測(cè)法是檢測(cè)橋梁的承載力時(shí)所使用的兩種主要方法。

2.3 分析計(jì)算法

分析計(jì)算法是根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)的計(jì)算理論來(lái)計(jì)算得出橋梁的承載力。通過(guò)測(cè)量得到的材料性能、支撐條件、外觀缺陷以及通行荷載等各種數(shù)據(jù)，定量地了解橋梁的承載力。如今很多國(guó)家的相關(guān)學(xué)者都趨于利用“鑒定系數(shù)”來(lái)評(píng)價(jià)橋梁的承載力。主要的評(píng)定過(guò)程是對(duì)橋梁進(jìn)行調(diào)查，根據(jù)實(shí)際情況確定加載形式，劃分單元進(jìn)行分級(jí)加載計(jì)算，由得出的數(shù)據(jù)評(píng)定橋梁的承載力。

2.4 綜合分析法

在橋梁檢查的基礎(chǔ)上，利用無(wú)破損的方式測(cè)定橋梁混凝土的前度、碳化深度、氯離子含量、保護(hù)層厚度及其電阻率和鋼筋銹蝕程度等，然后進(jìn)行折減后的橋梁承載力驗(yàn)算，結(jié)合結(jié)構(gòu)裂縫等外觀條件去評(píng)定橋梁的結(jié)構(gòu)材料情況，這就是綜合分析法的主要檢測(cè)原理。

2.5 基于病毒調(diào)查的經(jīng)驗(yàn)評(píng)定方法

在橋梁外觀檢查的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)橋梁的損傷性質(zhì)、部位、程度及發(fā)展趨勢(shì)的調(diào)查，查出損傷的原因，分析損傷對(duì)橋梁使用承載能力的影響，為橋梁的維修加固工作提供了可靠的數(shù)據(jù)。該方法主要依靠檢測(cè)人員的經(jīng)驗(yàn)及檢測(cè)數(shù)據(jù)，因此，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)人員的工作經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí)要求非常高。

3 橋梁加固維修的主要方法

3.1 加大截面加固法

這種方法的原理是在橋梁原結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上再澆注一定厚度的鋼筋混凝土，是常用的改造技術(shù)。一般分為兩種方式：加厚橋板面、加大主梁梁柱的高度和寬度。加大截面加固法施工較為簡(jiǎn)單，但對(duì)橋梁的適應(yīng)性強(qiáng)，我國(guó)有成熟的設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)。加固后橋梁的剛度明顯增加，承載力明顯增強(qiáng)，適用于較小跨徑的橋梁或板橋。然而，這種方法也有明顯的缺點(diǎn)，施工周期變長(zhǎng)、施工所需空間較大、橋梁構(gòu)件的體積增大等。

3.2 噴凝土加固法

如同加大截面加固法的原理，噴凝土加固法是在橋梁原有結(jié)構(gòu)上噴一層高品質(zhì)的混凝土，并以此恢復(fù)對(duì)橋梁鋼筋的保護(hù)，同時(shí)提高鋼筋上已經(jīng)變質(zhì)的混凝土的強(qiáng)度，也可以增加表面美觀的功能。這是我國(guó)目前最常用的鐵道橋梁維修加固方法。

3.3 粘貼鋼板加固法

這種加固法是把鋼板和橋梁的結(jié)構(gòu)用樹脂粘接起來(lái)，施工時(shí)間短，現(xiàn)場(chǎng)較少濕作業(yè)，對(duì)生產(chǎn)和生活影響較小，最重要的是加固后對(duì)橋梁原本結(jié)構(gòu)的外觀及凈空沒有明顯的改變。粘貼鋼板加工法的效果往往取決于施工者的膠黏工藝及操作水平。這種維修加固方法大多用于濕度穩(wěn)定的環(huán)境中的受拉或受彎構(gòu)件的加固工作。

3.4 黏貼碳纖維增強(qiáng)塑料加固法

這種加固方法的原理是降低鋼筋的應(yīng)力，采用專門的樹脂把碳纖維黏貼在橋梁結(jié)構(gòu)受拉表面上，碳纖維和原本的橋梁結(jié)構(gòu)重整形成一個(gè)新的受力整體，共同承受荷載，使結(jié)構(gòu)達(dá)到加固和補(bǔ)強(qiáng)的效果。目前，我國(guó)在進(jìn)行橋梁加固時(shí)，多采用碳素纖維、高分子聚合纖維和玻璃纖維這三種碳纖維復(fù)合材料。

3.5 增加支承加固法

相比較以上幾種橋梁維修加固方法，增加支承加固法較為簡(jiǎn)單可靠，與黏貼鋼板相似，具有耐腐蝕、耐潮濕和降低維修費(fèi)用等優(yōu)點(diǎn)。但較容易損害橋梁的原貌和使用功能，還會(huì)減小使用空間，適用于有一定條件的橋梁結(jié)構(gòu)，但需要做好專門的防火處理。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)橋梁進(jìn)行檢測(cè)可以了解到橋梁的運(yùn)營(yíng)狀態(tài)。定時(shí)地對(duì)橋梁進(jìn)行檢測(cè)不僅可以確保橋梁的安全使用，還可以把意外事故防范于未然，提高效率。橋梁的損害并不是一朝一夕可以完成的，一旦橋梁發(fā)生損害，將會(huì)引起連鎖反應(yīng)，造成嚴(yán)重的意外事故。橋梁的檢測(cè)工作科技含量高、操作難度大、檢測(cè)技術(shù)復(fù)雜且屬于高空危險(xiǎn)作業(yè)，因此，對(duì)相關(guān)的工程技術(shù)人員責(zé)任重大。定時(shí)地對(duì)橋梁檢測(cè)和進(jìn)行維修加固才能延長(zhǎng)橋梁的使用壽命，繼續(xù)為我國(guó)的交通運(yùn)輸事業(yè)做出貢獻(xiàn)。

[1] 張俊平.橋梁檢測(cè)與維修加固[M].人民交通出版社，2011.

[2] 周德軍.公路與橋梁檢測(cè)技術(shù)[M].人民交通出版社，2005.

[3] 劉自明,陳開利.橋梁工程檢測(cè)手冊(cè)[M].人民交通出版社，2010.