公路橋梁工程中預應力混凝土橋梁的檢測與加固

李樂

陜西建工機械施工集團有限公司

【摘 要】隨著經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，交通業(yè)也在不斷的發(fā)展，預應力混凝土在我國公路橋梁的修建上被廣泛的應用，作為橋梁工程的關鍵性施工環(huán)節(jié)，其工程項目的質(zhì)量高低將直接影響著整體工程社會效益與經(jīng)濟效益的發(fā)揮。因此對橋梁裂縫的檢測與加固是公路橋梁工程的建設與后期養(yǎng)護的質(zhì)量檢查的一項重要內(nèi)容。

【關鍵詞】預應力混凝土；橋梁；檢測；加固

前言

近年來，隨著強度的增加，對道路橋梁的承載要求越來越高，因而預應力混凝土橋梁得到了較大的發(fā)展，但是盡管取得了顯著的成就，但是也有些問題的存在，人們發(fā)現(xiàn)我國預應力混凝土橋梁經(jīng)常會因為施工的因素而產(chǎn)生裂縫，而難以達到，工程設計要求和相關規(guī)范標準的要求，進而影響橋梁的正常使用功能，還發(fā)現(xiàn)在國內(nèi)外建成的預應力橋上都存在類似的問題。因此國內(nèi)外橋梁工程師都在針對這一問題進行科學的研究與分析，希望找到合理科學有效的解決方法，尋找更加科學的施工方法。而關鍵是裂縫的性質(zhì)、橋梁工作狀況和承載能力決定了裂縫的處理措施。因此裂縫的成因分析和對結(jié)構(gòu)影響程度分析，對預應力結(jié)構(gòu)橋梁裂縫的處理方法起著重要的作用。

1.預應力混凝土橋梁的檢測方法

1.1對既有預應力混凝土橋梁預應力局部破損的檢測

局部破損檢測是通過利用檢測儀器對構(gòu)件的局部進行損傷檢測，根絕檢測獲取的數(shù)據(jù)，分析和判斷構(gòu)件破損性能的檢測手段。其主要包括以下兩種檢測方法：

1.1.1預應力筋直接檢測技術。

這種方法是通過在預應力筋上布置傳感器，通過傳感器直接測量預應力鋼筋和混凝土構(gòu)件的應力狀態(tài)。

1.1.2應力釋放法。

基本原理就是通過對具有初始約束力的測試構(gòu)件，采用機械切割的方法使約束力產(chǎn)生的應力被釋放，然后根據(jù)切割前后構(gòu)件應力的變化關系，經(jīng)過分析得到構(gòu)件的應力狀態(tài)。

1.2預應力混凝土橋梁裂縫的無損檢測

1.2.1超聲波檢測。

超聲波法用于非破損檢測，就是以超聲波為媒介，獲得物體內(nèi)部信息的一種方法。大量的實驗證明超聲波的傳播速度與混凝土抗壓強度呈正相關關系，混凝土的聲波速度可以作為混凝土抗壓強度與密實度的定量指標，進而達到對混凝土內(nèi)部的缺陷以及位置的準確檢測。超聲波法對掌握混凝土表面產(chǎn)生的裂縫深度，對耐久性診斷和研究修補、加固對策有重要意義。

1.2.2沖擊彈性波法。

一般把彈性體內(nèi)傳播的波總稱為彈性波。沖擊彈性波法與超聲波法的原理是一樣的，但遠比超聲波測定的裂縫深度深。但是沖擊彈性波法只能檢測擴展方向與表面成直角，沒有分支的單純裂縫。

1.2.3聲發(fā)射檢測法。

聲發(fā)射檢測法是利用彈性波進行聲學檢測的方法。用聲發(fā)射檢測法檢測裂縫，和以上兩種方法不同的地方是，聲發(fā)射檢測法智能檢測正在放生的裂縫，而不能檢測已經(jīng)發(fā)生了的舊的裂縫。對正在發(fā)生的裂縫可以檢測到裂縫發(fā)生的位置、大小、深度、種類以及現(xiàn)在擴展的情況。

1.2.4電磁效應檢測法。

電磁效應檢測可以分為渦流、側(cè)漏磁和磁粉檢測，它是根據(jù)相關磁場的變化的原理進行細致分析和檢測的。有研究證明，電磁效應檢測法是根據(jù)磁通量泄漏源里檢測預應力筋的預應力損失的。但是該方法的測試結(jié)果易受到多方面因素的干擾和影響，并且設備方面有多方限制，這就決定了這種方法不能在工程中得到廣泛的應用。

2.預應力混凝土橋梁裂縫的加固方法

2.1塞縫灌漿法

塞縫灌漿一般用于處理橋梁上、下部結(jié)構(gòu)裂縫，先先用1：1水泥砂漿勾縫，將構(gòu)筑物的裂縫或者是孔隙與外界封閉，僅留出直徑約6～8mm的進漿口（孔距視裂縫寬度而定，縫寬處孔距為0.6～1.0m，縫小處孔距為0.4～0.6m）以及排氣孔，然后將較低粘度的漿液通過壓漿泵以一定的壓力降漿液壓入縫隙內(nèi)并使其擴散、凝膠固化，以達到恢復整體性、強度和耐久性以及抗?jié)B性的目的。通常水泥漿用于石砌墩、臺和拱圈裂縫，由裂縫的大小來決定灌漿中是否摻砂，采用水泥漿造價低、效果好。環(huán)氧樹脂漿一般用于鋼筋土混凝土結(jié)構(gòu)物，因為鋼筋混凝土構(gòu)件產(chǎn)生的裂縫較小，易灌滿，粘結(jié)性好，因此環(huán)氧樹脂砂漿多用于橋面裂縫。

2.2體外預應力加固法

體外預應力法的加固原理是在橋梁結(jié)構(gòu)的受拉區(qū)施加體外預應力，使其產(chǎn)生與原橋的不利彎矩方向相反軸向壓力和彎矩，以抵消部分自重應力，減小活載應力，從而能夠較大幅度的提高橋梁結(jié)構(gòu)承載能力。目前常用下?lián)问筋A應力拉桿加固法和外部預應力鋼絲束加固法兩種。在合理安排施工流程的情況下，該方法可最大限度地減少對橋上交通的影響，甚至可以在有限開放交通的情況下組織施工，因此近年來國內(nèi)工程實例較多。

2.3表面封閉法

2.3.1表面涂抹通常是在混凝土表面沿寬度較小的裂縫涂抹樹脂保護膜，在裂縫寬度有可能變動時，可采用具有跟蹤性的焦油環(huán)氧樹脂等材料。在裂縫多而且密集或者混凝土老化、砂漿離析的結(jié)構(gòu)物上也可大面積涂抹保護膜。

2.3.2“V”型或“U”型槽口充填修補在表面涂抹處理不能充分修補的場合，可采用方法如下：在混凝土表面沿裂縫鑿出“V”型或“U”型槽口，然后用樹脂砂漿充填修補。

2.3.3鑿深槽嵌補先沿裂縫鑿一條深槽，槽形根據(jù)裂縫位置和填補材料而定，然后在槽內(nèi)嵌補各種粘結(jié)材料，如環(huán)氧砂漿、瀝青、假凝等。

2.3.4表面噴漿噴漿修補是在經(jīng)鑿毛處理的裂縫表面，噴射一層密實而且強度高的水泥砂漿保護層來封閉裂縫的一種修補方法。

2.4.SRAP加固方法

SRAP加固方法是一種新的導入預應力概念的橋梁加固方法。其利用SR增強材料的高強特性和AP樹脂砂漿防腐防水、粘合力強的特點，通過特殊的方法對SR高強材料施加預應力，從而達到對橋梁的加固。預應力的施加：把膨脹螺栓錨固于粱底兩端，軟鋼絲的兩端用螺旋扣環(huán)固定于膨脹螺栓上，通過把絲扣反向的螺旋扣環(huán)旋緊施加預應力。

SRAP加固方法的特點主要是：AP樹脂砂漿可以同時對混凝土建筑物進行修補和加固，粘結(jié)可靠；AP樹脂砂漿與原混凝土構(gòu)件的機械性能（彈性系數(shù)、熱膨脹系數(shù)）類似，力學性能相同，采用了氧化鋁粉混凝土，增加了耐化學性能，提高了收縮補償效果，采用了聚糖增粘劑，提高了黏著力和結(jié)合力，使施工性能得到提高，對硬化材料給予保濕性，具有保濕砂漿的優(yōu)秀性能；AP樹脂砂漿可噴射，也可涂抹，施工方便；對加固平面沒有特殊的平整性要求；自重增加很少；具有較高的疲勞荷載抵抗力。

3.結(jié)束語

通過對我國現(xiàn)在的預應力橋梁預應力檢測方法和技術進行簡要分析，只有通過部分區(qū)域的局部破損檢測和大范圍的無損檢測方法相結(jié)合的原則，才能改善和提高橋梁預應力的持久應力的高精度有效測試，有效的增加預應力混凝土的穩(wěn)定性和耐久性。同時，也可以通過在預應力鋼筋中埋設智能傳感器的方法，對在役預應力混凝土橋梁的持久應力進行長期監(jiān)測與監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。當出現(xiàn)預應力混凝土橋梁裂縫時，我們要正確分析裂縫出現(xiàn)的原因，并對結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)和承載能力的影響程度做出科學的分析判斷，必要時進行相應的補救措施，及時有效的提出安全、適用、經(jīng)濟、科學的加固處理措施，使預應力混凝土構(gòu)件保證應有的穩(wěn)定性。

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