混凝土橋梁檢測與加固技術(shù)的應(yīng)用

冀 永 耀

(通號工程局集團(tuán)有限公司太原分公司，山西 太原 030000)

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混凝土橋梁檢測與加固技術(shù)的應(yīng)用

冀 永 耀

(通號工程局集團(tuán)有限公司太原分公司，山西 太原 030000)

介紹了混凝土橋梁檢測的意義，闡述了混凝土橋梁檢測的主要內(nèi)容和方法，并從橋梁表層面、上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)等方面，論述了混凝土橋梁的加固技術(shù)，為橋梁維修加固方法的選擇提供了依據(jù)。

混凝土橋梁，檢測技術(shù)，加固方法，橋梁結(jié)構(gòu)

0 引言

公路中越來越多重型車的頻繁出現(xiàn)，使得橋梁承重能力逐漸減弱，出現(xiàn)破損的現(xiàn)象，加速了橋梁的老化進(jìn)程[1]。當(dāng)前我國大多數(shù)的橋梁已經(jīng)投入使用多年，按照現(xiàn)在的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平來看，它們幾乎都不能再滿足現(xiàn)代交通提出的新要求。因此對于混凝土橋梁的檢測與加固，就成為當(dāng)前迫在眉睫，急需解決的重點問題。

1 混凝土橋梁檢測的意義

1.1 確定橋梁損傷的程度

對混凝土橋梁進(jìn)行檢測后，檢測人員在對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析后，能夠?qū)蛄寒?dāng)前具體的損傷情況和缺陷有全面的了解，找出橋梁出現(xiàn)這種問題的原因，從而選擇最恰當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行維修和加固，延長橋梁的使用壽命。

1.2 保障橋梁的通行安全

重型卡車的超載方面的問題日益加重，得不到根本有效的解決，這也導(dǎo)致了橋梁在投入使用的過程中，時時刻刻都在面臨著超負(fù)荷工作，橋梁結(jié)構(gòu)遭到毀滅性打擊，久而久之，如果沒有及時對橋梁檢修維護(hù)，就很可能發(fā)生安全事故。因此對橋梁進(jìn)行監(jiān)測，對于橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的開裂等各種問題，就能夠及時的去修復(fù)，確保橋梁通行安全。

1.3 提高橋梁經(jīng)濟(jì)效益

出現(xiàn)破損的橋梁，如果長期沒有得到修繕，隨著時間的推移，破損程度不斷地惡化，最終就會失去維修價值，只能拆除重建，這種情況就使得對于橋梁建設(shè)的投入增大，造成資金的浪費(fèi)。而通過檢測，可以發(fā)現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)的破損程度，再經(jīng)過科學(xué)規(guī)范的維修和保養(yǎng)施工，只需要花費(fèi)少量的資金，橋梁就能重新容光煥發(fā)，繼續(xù)正常工作，提高了橋梁的經(jīng)濟(jì)效益。

2 混凝土橋梁檢測技術(shù)的主要內(nèi)容和方法

2.1 混凝土橋梁的檢測內(nèi)容

第一，檢查混凝土橋梁的承重能力，測試橋梁結(jié)構(gòu)的使用性能。第二，檢測混凝土橋梁的抗震防災(zāi)能力。第三，測試混凝土橋梁結(jié)構(gòu)中的材料性能，以化學(xué)、物理角度的理論進(jìn)行分析，判斷橋梁在生產(chǎn)中出現(xiàn)缺陷的原因。

2.2 混凝土橋梁檢測方法分析

1)結(jié)構(gòu)靜載試驗檢測技術(shù)。

該檢測技術(shù)主要是檢測橋梁結(jié)構(gòu)性能的參數(shù)，它是所有檢測技術(shù)之中比較傳統(tǒng)的手段[2]。橋梁在檢測前，進(jìn)行檢測技術(shù)的準(zhǔn)備工作，熟悉了解橋梁的相關(guān)文件信息，分析和計算橋梁的資料是設(shè)計圖紙，另外，還應(yīng)對橋梁進(jìn)行力學(xué)測驗，做好預(yù)案。完成這些工作后，正式開始使用結(jié)構(gòu)靜載試驗檢測技術(shù)對橋梁實施檢測，根據(jù)準(zhǔn)備階段的預(yù)案，對橋梁的結(jié)構(gòu)做靜載試驗，運(yùn)用諸如光學(xué)儀器、電測試儀等儀器和設(shè)施，得到檢測數(shù)據(jù)。之后進(jìn)入了數(shù)據(jù)分析階段，這一階段計算橋梁截面應(yīng)力值、橋梁發(fā)生變形的參數(shù)值等，對所得結(jié)果進(jìn)行分析比對。最后，對橋梁結(jié)構(gòu)在剛度、強(qiáng)度和抗裂性三方面做出評估。

2)結(jié)構(gòu)振動試驗測試技術(shù)。

主要研究兩種特性：橋梁結(jié)構(gòu)的自振特性，車輛動力荷載與橋梁結(jié)構(gòu)聯(lián)合振動的特性。根據(jù)結(jié)構(gòu)振動試驗測試數(shù)據(jù)，判斷橋梁當(dāng)前的狀況和承載特性。運(yùn)用這一技術(shù)檢測時，想要讓橋梁產(chǎn)生振動，將橋梁結(jié)構(gòu)自振和強(qiáng)迫振動的數(shù)據(jù)記錄下來，使用專門的測算儀器，對橋梁結(jié)構(gòu)和振動特性進(jìn)行分析。橋梁檢測技術(shù)的發(fā)展帶動了橋梁檢測設(shè)備的發(fā)展。靜態(tài)應(yīng)變儀和動態(tài)應(yīng)變儀，在橋梁檢測中常常被運(yùn)用。

2.3 檢測手段和方法

在橋梁檢測實際操作中，主要是動靜載荷試驗檢驗方法。

首先，利用自然激勵響應(yīng)，測算數(shù)據(jù)。運(yùn)用數(shù)據(jù)分析軟件，對橋梁的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，做出橫向剛度和穩(wěn)定性評估。

其次，通過檢測橋梁受到靜力荷載所產(chǎn)生的影響，來判斷橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與性能的高低，強(qiáng)度的大小[3]。

第三，實施動力荷載試驗，對混凝土橋梁所受到的動力荷載影響進(jìn)行判斷，滿足設(shè)計要求。

第四，依照動靜荷載試驗檢測方法的指導(dǎo)理論，對橋梁結(jié)構(gòu)的承受能力和工作狀態(tài)進(jìn)行計算、研究，綜合評估。

最后，后期處理階段，對橋梁各個關(guān)鍵點進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，做好數(shù)據(jù)分析。

混凝土橋梁檢測步驟見圖1。

3 混凝土橋梁加固技術(shù)的應(yīng)用

3.1 橋梁表層面加固

橋梁表層面在加固時，通常使用的方法是橋面補(bǔ)強(qiáng)加固法，它的具體施工方法是：首先清理橋面雜物，完畢后在橋面的表層加鋪一層粘合物質(zhì)材料。補(bǔ)強(qiáng)層具有一定的厚度，加固原理是當(dāng)橋面的厚度增加后，橋梁的荷載橫向分布就會隨之發(fā)生改變，提升橋梁結(jié)構(gòu)的承受能力。

3.2 橋梁上部結(jié)構(gòu)加固

橋梁上部結(jié)構(gòu)加固時，通常運(yùn)用改變橋梁結(jié)構(gòu)受力體系加固法來達(dá)到加固的目的。該項加固技術(shù)通過改變橋梁的受力分布點，來增強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)整體的承載能力。運(yùn)用這項技術(shù)，要對橋梁的受力點有全面的掌握，找出最重要的受力部分，進(jìn)行加固施工，減小橋梁的跨徑，提升橋梁強(qiáng)度和承載能力。

3.3 橋梁下部結(jié)構(gòu)加固

橋梁下部加固就是加固橋墩，當(dāng)前的技術(shù)環(huán)境下，通常使用的方法是鋼筋混凝土護(hù)套法。這一方法從根本上來說，橋面補(bǔ)強(qiáng)法是同根同源，通過橋墩表面整體設(shè)置混凝土護(hù)套，增加了橋墩的厚度，加大了受力面積，實現(xiàn)增強(qiáng)橋墩的穩(wěn)定性和承受能力的增強(qiáng)。在施工時，要對每一個橋墩仔細(xì)的檢查，全面了解橋墩的整體狀況。

3.4 橋梁加固的其他常用方法

當(dāng)橋梁處于其他特殊環(huán)境中時，上述的三種常用方法就可能起不到對橋梁結(jié)構(gòu)的加固作用，針對這種情況，可用以下方法作為替補(bǔ)。粘貼鋼板加固法，就是將鋼板和混凝土層用膠等連接方式貼合在一起，該技術(shù)的優(yōu)勢在于操作簡單快速，周邊造成的實際影響微乎其微。粘貼碳纖維加固法，仍是將碳纖維粘貼于混凝土表面，從而形成新的受力體，該方法在橋面補(bǔ)強(qiáng)法的材料創(chuàng)新基礎(chǔ)之上而來，青出于藍(lán)而勝于藍(lán)。體外植筋法，就是將預(yù)應(yīng)力筋在原有的橋梁結(jié)構(gòu)上再度張拉，從而提高橋梁結(jié)構(gòu)的延展性。

3.5 混凝土橋梁加固實例

某高速六跨箱形橋梁，投入使用多年后，在橋南半幅第一、第五跨箱梁腹板處出現(xiàn)較多裂縫，第三、第五跨箱梁腹板處的裂縫極為嚴(yán)重，尤其是第五跨貫穿底板處的裂縫最多，裂縫與水平方向的夾角度數(shù)在30°～45°之間，其他各個跨的情況較好。出現(xiàn)裂縫的原因是由于主拉應(yīng)力而引起的混凝土開裂，裂縫的寬度較大。出現(xiàn)在橋北半幅的裂縫，主要分布在墩臺處，裂縫與水平方向的夾角度數(shù)在30°～45°之間，出現(xiàn)裂縫的原因是由于主拉應(yīng)力而引起的混凝土開裂，北半幅橋梁的狀況要顯著好于南半幅，北半幅的橋體有多處混凝土已經(jīng)崩塌，崩塌原因是由于局部的混凝土出現(xiàn)裂縫，其中的鋼筋在雨水的腐蝕下生銹，從而引起了膨脹，最終導(dǎo)致橋體崩塌。鑒于橋梁當(dāng)前的狀況，需要及時的對它實施加固施工。通過對橋梁問題成因的綜合對比，在加固中就可選用體外植筋法，改善箱梁腹板的主拉應(yīng)力，對橋梁墩臺附近加固可使用鋼筋混凝土護(hù)套法，以此來提高橋梁的承載能力。混凝土橋梁加固方法的對比見表1。

表1 混凝土橋梁加固方法的對比

4 結(jié)語

我國交通運(yùn)輸行業(yè)穩(wěn)健的發(fā)展全賴橋梁技術(shù)的發(fā)展和成熟，橋梁作為人工建筑，必然要經(jīng)歷“建設(shè)—使用—損耗”的生命周期歷程，因此對于橋梁的檢測和加固工作就必不可少，科學(xué)的運(yùn)用相關(guān)的技術(shù)，不僅關(guān)系到橋梁自身的使用壽命，也是關(guān)乎公共交通安全的大事。

[1] 梅延坤.橋梁檢測與加固技術(shù)的應(yīng)用研究[J].建筑技術(shù)開發(fā),2016(3):121，129.

[2] 楊學(xué)飛.混凝土橋梁檢測技術(shù)和應(yīng)用分析[J].黑龍江交通科技,2015(5):115.

[3] 劉博涵.混凝土結(jié)構(gòu)橋梁加固技術(shù)的應(yīng)用探究[J].建筑機(jī)械化,2015(9):57-59.

On application of detection and consolidation technique for concrete bridges

Ji Yongyao

(TaiyuanBranch,ChinaRailwaySignalandCommunicationEngineeringBureauGroupCo.,Ltd,Taiyuan030000,China)

The paper introduces the significance for the concrete bridge detection, illustrates its main content and methods, and indicates its consolidation technique from bridge surface, upper structure, and lower structure, so as to provide some reference for the selection of the bridge maintenance and consolidation methods.

concrete bridge, test technique, consolidation method, bridge structure

1009-6825(2016)28-0159-02

2016-07-19

冀永耀(1973- )，男，工程師

U445.72

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