混凝土橋梁檢測(cè)與加固技術(shù)分析

董富枝

摘 要：目前，我國(guó)大多數(shù)服役橋梁已經(jīng)達(dá)到了設(shè)計(jì)期限甚至出現(xiàn)超限服役問(wèn)題，進(jìn)而導(dǎo)致大量病害、缺陷問(wèn)題頻發(fā)，難以滿(mǎn)足當(dāng)前橋梁工程高速發(fā)展的需求。如將此類(lèi)橋梁全部拆除新建，則成本較高。為此，做好橋梁檢測(cè)及加固技術(shù)研究意義重大。

關(guān)鍵詞：混凝土橋梁；檢測(cè)施工；加固技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：U446 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）14-0129-02

作為人類(lèi)社會(huì)生命線工程的主要構(gòu)成部分，橋梁工程在公路運(yùn)輸系統(tǒng)發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用。在進(jìn)一步提升道路橋梁技術(shù)等級(jí)的同時(shí)，橋梁結(jié)構(gòu)形式也越來(lái)越多，如懸索橋、斜拉橋及連續(xù)剛構(gòu)橋等，此類(lèi)橋梁技術(shù)復(fù)雜、施工難度大，為我國(guó)橋梁建設(shè)積累了大量施工經(jīng)驗(yàn)，標(biāo)志著我國(guó)已邁入世界橋梁技術(shù)先進(jìn)行列。但因使用荷載及外部環(huán)境等因素的影響，將導(dǎo)致橋梁使用性能衰退、結(jié)構(gòu)安全性下降，進(jìn)而縮短橋梁使用壽命，產(chǎn)生大量安全隱患。為此，必須高度重視已建橋梁工程的質(zhì)量，而最直接、有效的方法就是做好質(zhì)量檢測(cè)及加固工作。通過(guò)檢測(cè)及加固技術(shù)的合理應(yīng)用，能夠正確評(píng)價(jià)橋梁結(jié)構(gòu)性能，延長(zhǎng)已建橋梁承載力，是全面提升我國(guó)橋梁工程建設(shè)事業(yè)發(fā)展水平的有效途徑。

1 混凝土橋梁檢測(cè)技術(shù)要點(diǎn)分析

1.1 工程案例

某大橋總長(zhǎng)20.5km，為雙向六車(chē)道一級(jí)公路，41.5m為路幅寬度，變截面現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋?yàn)榇藰蛑鳂颍?0m先張法空心板梁為引橋，橋面連續(xù)，橋梁總長(zhǎng)312m。主橋上部為三跨40m+65m+40m預(yù)應(yīng)力混凝土變截面單箱雙室直腹板連續(xù)箱梁。19m為單幅橋?qū)挾?。綜合考慮各項(xiàng)施工因素，選取支架分段現(xiàn)澆施工法進(jìn)行主橋連續(xù)箱梁施工。腹板束、頂板束及底板束為箱梁縱向預(yù)應(yīng)力鋼束類(lèi)型，需兩端張拉縱向鋼束。選取三柱式鋼筋混凝土橋墩作為主墩下部結(jié)構(gòu)，2x2m為各墩柱尺寸。鉆孔灌注樁為其基礎(chǔ)形式，2.5m為主墩承臺(tái)厚度。單排三柱式為主引橋間的過(guò)渡墩，并將蓋梁設(shè)置到墩頂位置，1.6m為蓋梁中心高度。

1.2 靜載試驗(yàn)

按照本橋試驗(yàn)要求，選取靜載試驗(yàn)對(duì)大樁號(hào)方向右側(cè)橋進(jìn)行測(cè)試。橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，應(yīng)選取Midas/Civil專(zhuān)用程序。4車(chē)道為此橋單幅橫向設(shè)計(jì)，計(jì)算時(shí)選取公路-I級(jí)荷載加載，布載以4車(chē)道為主，且以0.67作為橫向折減系數(shù)。按照活載作用下主橋內(nèi)力包絡(luò)圖可以對(duì)所有測(cè)試控制截面加以確定，且按照包絡(luò)圖將所有控制截面的實(shí)際位置確定出來(lái)。

1.2.1 測(cè)點(diǎn)布置

第一，應(yīng)力測(cè)點(diǎn)。選取振弦式應(yīng)變計(jì)對(duì)箱梁所有截面混凝土表面應(yīng)力進(jìn)行測(cè)量，測(cè)試內(nèi)容為控制截面應(yīng)力分布規(guī)律、受力性能。腹板應(yīng)變測(cè)點(diǎn)與上翼緣、底板之間的距離均為5cm。

第二，撓度測(cè)點(diǎn)。測(cè)量主梁豎向撓度時(shí)，應(yīng)將棱鏡設(shè)置于箱梁底部，并選取全站儀測(cè)量三角高程。

1.2.2 加載工況

選取30t車(chē)進(jìn)行靜載試驗(yàn)，要求等效加載。根據(jù)Midas/Civil軟件計(jì)算影響線布置車(chē)隊(duì)縱向位置，為確保試驗(yàn)效果，以某特定荷載工況為例，選取靜載試驗(yàn)效率系數(shù)控制試驗(yàn)荷載大小、加載位置選擇。其公式如下：

其中，靜載試驗(yàn)荷載作用下控制截面的內(nèi)力計(jì)算值由Ss表示；

控制荷載作用下控制截面最不利內(nèi)力計(jì)算值由S表示；

按規(guī)范取用的沖擊系數(shù)可由μ表示；

靜力試驗(yàn)荷載的效率系數(shù)可由ηd表示。

1.2.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)

第一，應(yīng)力數(shù)據(jù)如表1所示，其中正為拉，負(fù)為壓。

第二，撓度數(shù)據(jù)如表2所示，負(fù)為撓度變化向下。

1.2.4 試驗(yàn)結(jié)果

第一，試驗(yàn)荷載影響下，與理論計(jì)算值相比，所有控制截面撓度實(shí)測(cè)值略小，撓度校驗(yàn)系數(shù)在1.0以下，且實(shí)測(cè)最大撓度在L/600以下，結(jié)構(gòu)剛度與設(shè)計(jì)要求相符；

第二，試驗(yàn)荷載影響下，與理論值相比，所有測(cè)試截面關(guān)鍵測(cè)點(diǎn)應(yīng)力值略小，1.0以下為應(yīng)力校驗(yàn)系數(shù)，且結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與設(shè)計(jì)要求相符。

2 混凝土橋梁加固技術(shù)分析

某橋梁工程為鋼筋混凝土拱橋，三孔，凈跨20m，5肋4波，橋面凈寬為人行道（2x1.5m）+行車(chē)道（7m），屬于重力式橋臺(tái)。因其自身存在承重構(gòu)件設(shè)計(jì)尺寸小、配筋少及水泥混凝土強(qiáng)度不高等問(wèn)題，長(zhǎng)期荷載作用下，此橋梁已經(jīng)進(jìn)入了大修階段。因本橋所在位置具有較大交通量，整體更換橋面難度大，極易出現(xiàn)交通擁堵現(xiàn)象。除此之外，因橋下具有較高水位，選取現(xiàn)澆混凝土或噴射混凝土施工也極為困難。因此橋橋面破損率僅有25%左右，無(wú)需對(duì)橋面鋪裝進(jìn)行整體更換，可選取局部修復(fù)的方式，需包鋼處理橫系梁，并焊接橫系梁鋼板和主拱肋外包鋼板，形成一個(gè)整體，以此達(dá)到整體性提升的目的。填縫隙時(shí)可選取微膨脹材料，保證鋼板、錨栓和原主拱肋能夠一起受力，具體加固工藝如下：

（1）選取錨固鋼板加固方式用于主拱圈拱肋與橫系梁，6mm為鋼板厚度，選取專(zhuān)用材料對(duì)鋼板和原混凝土進(jìn)行填充，保證其能夠和原有拱肋形成一個(gè)整體，基本等同于鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，并對(duì)橫系梁包鋼，保證其和主拱肋形成一個(gè)整體，進(jìn)而提升橋梁的穩(wěn)定性。

（2）裂紋集中部位為拱圈、橋臺(tái)及拱波表面，補(bǔ)強(qiáng)時(shí)可選取碳纖維布粘貼施工方式，而局部破損位置補(bǔ)強(qiáng)或修復(fù)時(shí)可選用環(huán)氧樹(shù)脂砂漿。其他位置應(yīng)做好防碳化處理工作。其主要施工工序包含粘貼鋼板與防碳化處理，具體施工流程如下：

1）粘貼鋼板：第一，清理干凈拱肋與橫系梁之后，缺陷位置修補(bǔ)可選取環(huán)氧砂漿施工；第二，清理并打磨處理混凝土、鋼板表面；第三，鋼板、橫系梁粘結(jié)應(yīng)選取專(zhuān)用粘膠。結(jié)構(gòu)膠配置時(shí)，可將ZLPJ-B包鋼灌注結(jié)構(gòu)膠分為2組，混合比例為4：1選取電動(dòng)攪拌機(jī)進(jìn)行充分拌和，要求合理控制攪拌量；第四，固定時(shí)可選用粘結(jié)內(nèi)漲螺栓及射釘加壓方式；第五，鋼板進(jìn)行防腐處理。第六，常溫下進(jìn)行結(jié)構(gòu)膠養(yǎng)護(hù)、固化作業(yè)，超過(guò)20℃，則1d強(qiáng)度適中，3d后即可受力使用。

2）無(wú)機(jī)防碳化處理：第一，腹拱圈、橋體表面防碳化。橋梁結(jié)構(gòu)混凝土表面雜物清理干凈，直到堅(jiān)實(shí)基層露出，如表面平整度不足，應(yīng)及時(shí)做好修補(bǔ)工作，材料為環(huán)氧砂漿。構(gòu)件混凝土處理后，需打磨好其表面，隨后在處理后的構(gòu)件混凝土表面選取空壓機(jī)噴射水泥漿，構(gòu)件水泥漿噴層凝固后，可在其表面噴射無(wú)機(jī)封閉膠，確保不會(huì)腐蝕混凝土表面。第二，拱肋包鋼鋼板表面防碳化。鋼板外表面除銹、清理后，應(yīng)在鋼板表面均勻涂抹有機(jī)高強(qiáng)結(jié)構(gòu)膠，且在有機(jī)膠上均勻噴灑干砂，確保其具有粗糙的表面。最終在鋼板外表面上涂刷無(wú)機(jī)膠攪拌的水泥漿，防止銹蝕鋼板面。

（3）原橋面鋪裝拆除后，因缺乏原橋橫向聯(lián)系，必須選取疊合梁法進(jìn)行C40混凝土的再次澆筑，厚度為16cm，以此達(dá)到橋梁受力性能進(jìn)一步提升的目的。

（4）拆除原橋欄桿與人行道板，進(jìn)行70m防撞護(hù)欄的重新安裝。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，伴隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國(guó)交通行業(yè)也得到了極大的進(jìn)步。橋梁工程作為道路交通工程建設(shè)的重點(diǎn)，其質(zhì)量是否良好直接影響著行車(chē)的安全性、舒適性。為此，必須重視混凝土橋梁檢測(cè)及加固技術(shù)，全面提升檢測(cè)質(zhì)量，提高加固技術(shù)水平，只有這樣才能進(jìn)一步提升橋梁工程的整體質(zhì)量，才能為橋梁建設(shè)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供強(qiáng)有力的保障。

參考文獻(xiàn)

[1]李介生.混凝土橋梁檢測(cè)與加固技術(shù)的應(yīng)用[J].中華建設(shè)，2013（05）.