橋梁檢測技術及維修加固

劉晉偉

摘要：隨著鐵路客貨運輸的飛速發(fā)展，運量的不斷提升，使得橋梁結構的使用荷載日益增大，同時大量的既有橋梁結構也進入了老化期，為了確保橋梁結構的安全運營，需要對現有的橋梁進行完整的檢測，再根據橋梁的受損現狀作出安全性評估，并進一步擬定橋梁的維修、補強方案。

關鍵詞：橋梁檢測評估維修補強

中圖分類號： K928.78文獻標識碼： A

橋梁檢測的意義與方法

1.1橋梁檢測的意義

通過對橋梁結構的檢測試驗，能夠及時掌握橋梁結構的劣化情況，判定橋梁結構的實際承載能力及使用條件，提出橋梁結構狀態(tài)評估報告，有針對性的進行維修加固，確保鐵路橋梁的安全運營。

1.2橋梁檢測的方法

（1）靜載試驗。靜載試驗是將靜止的荷載作用在橋上指定位置而測試結構的靜力位移、靜力應變、裂縫等參量，然后根據有關規(guī)范和規(guī)程的指標，推斷橋梁結構在荷載作用下的工作性能及使用能力；

（2）動載試驗。動載試驗是利用某種激振方法激起橋梁結構的振動，通過對自然激勵響應測得數據的模態(tài)辨識，得到實測模態(tài)第一階頻率和阻尼比系數。利用橋梁專用有限元分析程序對橋梁進行動力特性分析，求解其第一階自振頻率和振型測定橋梁結構的固有頻率、阻尼比、振型、動力沖擊系數、行車響應等參量的試驗，從而判斷橋梁結構的整體剛度、行車性能。

（3）混凝土無損檢測?；炷翢o損檢測是指在不影響結構構件受力性能或其他使用功能的前提下，直接在構件上通過測定某些適當的物理量，推定混凝土的強度、均勻性、連續(xù)性、耐久性等一系列性能的檢測方法。常用的有回彈法測混凝土強度、超聲波檢測鋼筋保護層厚度、超聲波法測混凝土裂縫寬度、深度等。

鐵路橋梁結構技術狀態(tài)的評估

在橋梁檢測發(fā)現劣化現象及原因之后，應進一步了解這些劣化現象對橋梁整體的影響，并將橋梁材料特性的檢測結果配合現場檢測，對橋梁的現況加以評估。

橋梁的安全評估分為初步評估與詳細評估兩個層次。

1、初步評估

根據現場調查的情況，按照橋梁結構劣化等級分類表對橋梁及其附屬設備進行病害等級的初步分類，形成對橋梁結構的初步評估報告。

2、詳細評估

在橋梁結構的靜載或動載試驗中得到大量的觀測數據及圖形信號，利用專門的分析儀器和分析軟件對這些數據的進行綜合分析，通過將所測得的數據與結構理論計算承載能力進行比較，可以判斷出受力后結構行為是否正常，對橋梁的運營使用提出詳細的評估報告。

橋梁結構劣化成因及維修加固

3.1橋梁結構劣化成因

劣化是混凝土結構物在其生命中無法避免的老化現象，造成鋼筋混凝土橋梁劣化的原因有以下幾種：

（1）設計不當。結構形式、尺寸或鋼筋配置不符合要求；水泥類型選擇不當、水灰比過高、骨料級配不良等。

（2）施工不良。混凝土拌合不完全、模板接合不良導致漏漿、保護層厚度不足、振搗不實以及養(yǎng)護不良等。

（3）使用材料不當。使用不當骨料、混凝土的孔隙溶液中Na+、K+、Ca2+等離子含量高、骨料含氧化硅與氧化鋁等活性成分、混凝土處于高濕度環(huán)境等。

（4）環(huán)境因素。結構物附近有侵蝕性化學物質、有酸性地下水、氯離子反應等。

（5）自然現象。干縮、徐變與預應力損失，溫度效應，地震、洪水沖刷。

（6）人為因素?；鸷Α⒆矒魮p壞等。

以上各種因素會造成鋼筋混凝土結構出現裂縫、鋼筋銹蝕、混凝土剝落、蜂窩、保護層厚度不足、撞損、沖刷及橋臺結構傾斜或位移等。

鐵路鋼橋的病害類別，除了承載能力不足（指鋼梁檢定承載系數 ）外，主要是桿件裂損及開焊，其中多數為疲勞裂紋和腐蝕。

3.2橋梁結構維修加固

（1）裂縫的修補

在混凝土表面裂縫超過0.3mm時，考慮使用灌注環(huán)氧樹脂法修補。當混凝土本身性質良好，內部鋼筋僅輕微銹蝕或無銹蝕時直接灌注修復即可；當混凝土表面已有銹斑及剝落現象時，應先將劣化混凝土清楚，并將鋼筋除銹清理后再進行灌注。

（2）噴凝土工法

噴凝土是由水泥、骨材和水混合，再用噴嘴以高速噴至結構物或模板上，形成一層高品質的薄細混凝土，以提供強力的結合，恢復對鋼筋的保護，改良已剝離或變質的混凝土，并提供美觀表面的功能。

(3)鋼板補強法

鋼板補強法是用環(huán)氧樹脂粘結劑將鋼板(或槽鋼)粘貼錨固在混凝土結構的薄弱部位，使其與結構形成整體，對力量傳遞系統(tǒng)作一總體性的改變，以達到分擔原結構力量的目的，繼而增加原總體結構強度。

(4)粘貼碳纖維布（FRP）加固法

粘貼碳纖維布加固技術是采用環(huán)氧樹脂作為黏結劑將復合纖維材料垂直于裂縫方向粘貼于混凝土結構受拉表面，使碳纖維與原結構形成新的受力整體，有效地提高結構的強度、剛度、抗裂性和延性，控制裂縫和撓度的繼續(xù)發(fā)展從而使結構達到了加固和補強效果。

(5)體外預應力加固法

體外預應力加固法是指對布置于承載結構主體之外的鋼束張拉而產生預應力的后張法。體外預應力體系由體外預應力孔管、漿體、錨固體系和轉向塊等部件組成。體外預應力技術能大大縮短施工工期。但加固后對原結構外觀有一定影響，且不宜用于混凝土收縮徐變大的結構。

（6）鋼橋的涂裝維修

鋼材腐蝕將直接削弱構件斷面，導致承載力降低，因此需要通過涂裝來對鋼構件進行防護，更換涂裝的壽命周期和涂裝設計根據環(huán)境、橋梁結構及構件、涂料及其配套體系、涂裝工藝和涂料價格確定。鐵路鋼橋涂膜最易劣化部位是橋面系機車通過的上方構件（尤其是縱梁上翼緣）、節(jié)點和支座處、板件棱角和螺栓處等；鋼表面清理是否干凈是影響到涂裝質量及使用壽命的重要因素，因此要嚴格按照規(guī)定要求對鋼表面采取噴砂、噴丸或手工處理等方法，將鋼表面附有的有害雜物徹底清理干凈。

結語

隨著列車速度的提升、運量的增加，既有線鐵路橋的病害開始逐漸暴露，主要表現為承載能力不足、橋梁整體或局部變形、材料強度降低和局部損傷、基礎變位或不均勻沉降、混凝土的開裂、腐蝕和碳化等病害。這些病害的發(fā)生和發(fā)展直接影響結構的適用性能和耐久性，嚴重時直接危及橋梁的運營安全。因此，要加強對這些橋梁的檢測，根據檢測評估結果有針對性的進行維修、加固和改造，延長橋梁使用壽命，及時消除安全隱患，確保鐵路運輸安全。