鋼筋混凝土橋梁病害檢測(cè)分析

蘇沖

摘? ? 要：目前，隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，橋梁建設(shè)也迅速發(fā)展起來(lái)。對(duì)于鋼筋混凝土橋梁而言，其在施工與運(yùn)營(yíng)過(guò)程中或多或少會(huì)出現(xiàn)一些病害，通過(guò)做好相關(guān)病害的檢測(cè)與維修處理，可以提升橋梁工程的耐久性與安全性，進(jìn)而提升橋梁的運(yùn)營(yíng)質(zhì)量。本文先對(duì)鋼筋混凝土橋梁病害進(jìn)行概述，并進(jìn)一步分析鋼筋混凝土橋梁病害的檢測(cè)。

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土;橋梁病害;檢測(cè)

1? 引言

橋梁同其他土木工程一樣，有一定的周期性，即都有從建設(shè)期到建設(shè)和維修并重期，再到維修期的過(guò)程。在一些發(fā)達(dá)國(guó)家，公路橋梁已經(jīng)進(jìn)入了維修的高峰期。在我國(guó)隨著近年來(lái)公路建設(shè)的大發(fā)展，全國(guó)性的骨架公路交通網(wǎng)絡(luò)己基本形成，公路交通從單純的建設(shè)正在向建設(shè)和維修并重過(guò)渡。大量的公路橋梁已經(jīng)達(dá)到或接近設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期，或出現(xiàn)由于各種原因引起的橋梁結(jié)構(gòu)病害與損傷。因此，建立對(duì)舊橋和病害橋梁的檢測(cè)和評(píng)價(jià)體系成為各橋梁管理部門的迫切需求，也逐漸成為橋梁領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。對(duì)這些橋梁進(jìn)行科學(xué)的病害檢測(cè)與損傷評(píng)價(jià)，真實(shí)了解橋梁的結(jié)構(gòu)工作狀況，是科學(xué)、可靠的利用舊橋和進(jìn)行舊橋加固與維修的前提與依據(jù)，同時(shí)，實(shí)時(shí)的對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行評(píng)價(jià)也可以避免重大橋梁結(jié)構(gòu)事故的發(fā)生。橋梁檢測(cè)與損傷識(shí)別依據(jù)其預(yù)測(cè)的深度，可分為以下4個(gè)目標(biāo)層次：（1）僅確定損傷是否發(fā)生;（2）如果損傷發(fā)生，確定損傷的位置（范圍）;（3）如果損傷發(fā)生，確定損傷的位置（范圍）及損傷的程度;（4）如果損傷發(fā)生，確定損傷的位置（范圍）及損傷的程度，并評(píng)價(jià)損傷對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)承載能力的影響，評(píng)定損傷發(fā)生后橋梁的承載能力。

2? 鋼筋混凝土橋梁病害檢測(cè)的概述

2.1? 常見的病害類型

鋼筋混凝土橋梁施工與運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，常見的病害類型有很多：①橋面鋪裝病害。橋面鋪裝結(jié)構(gòu)的主要作用就是阻隔外界因素對(duì)橋梁工程內(nèi)部結(jié)構(gòu)的損害，同時(shí)也避免雨水、外力作用對(duì)于橋梁工程內(nèi)部結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的破壞。但是，目前橋面鋪裝經(jīng)常存在坑槽、唧漿等類型的病害，并且這些病害直接造成了滲水問(wèn)題，進(jìn)而導(dǎo)致了橋梁工程內(nèi)部的鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)銹蝕、氧化等問(wèn)題。由于受到滲水問(wèn)題的影響，橋梁下部的混凝土也會(huì)出現(xiàn)化學(xué)腐蝕問(wèn)題，進(jìn)而對(duì)承重結(jié)構(gòu)造成一定的破壞。②鋼筋混凝土橋梁經(jīng)常出現(xiàn)伸縮縫病害。伸縮縫的設(shè)置是為了給橋梁提供足夠的伸縮空間，一旦伸縮縫裝置出現(xiàn)了病害，將造成橋梁工程的伸縮空間不足，還可能伴隨著漏水等一系列的問(wèn)題。③橋梁經(jīng)常出現(xiàn)橋頭搭板病害。所謂的橋頭搭板病害，主要是指橋頭搭板因?yàn)槊撀涠鴮?dǎo)致橋頭跳車等問(wèn)題。一旦出現(xiàn)橋頭搭板等相關(guān)病害，勢(shì)必會(huì)給行車安全造成嚴(yán)重的影響。同時(shí)，橋頭搭板病害還可能對(duì)橋涵整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、耐久性造成不良的影響。④支座移位損害也是一種常見的病害類型。支座的安裝可以有效的傳遞橋梁體系上部的承載力、變形力，同時(shí)還可以降低溫度變化對(duì)于橋梁穩(wěn)定性的影響。

2.2? 鋼筋混凝土橋梁病害的檢測(cè)內(nèi)容

在進(jìn)行鋼筋混凝土橋梁的病害檢測(cè)工作時(shí)：①進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)體系的檢測(cè)。對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)的性能檢測(cè)工作而言，主要采用荷載試驗(yàn)進(jìn)行。檢測(cè)過(guò)程中，可以根據(jù)荷載性質(zhì)的不同將其分為靜載試驗(yàn)與動(dòng)載試驗(yàn)。通過(guò)進(jìn)行靜載試驗(yàn)，可以對(duì)所選橋梁截面的應(yīng)力（應(yīng)變）情況以及位移（撓度）情況進(jìn)行掌握，同時(shí)還可以對(duì)荷載橫向分布、橋梁裂縫擴(kuò)展情況進(jìn)行分析。通過(guò)進(jìn)行動(dòng)載試驗(yàn)，可以對(duì)動(dòng)應(yīng)變以及動(dòng)撓度等參數(shù)進(jìn)行掌握，同時(shí)可以了解橋梁的自振特性、動(dòng)力響應(yīng)等數(shù)據(jù)，進(jìn)而可以對(duì)橋梁性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。②檢測(cè)過(guò)程中要對(duì)橋面性能進(jìn)行檢測(cè)，這一過(guò)程中需要用到雷達(dá)、紅外熱象儀、超聲波等技術(shù)。需要注意的是，檢測(cè)中要對(duì)橋梁縱坡、橫坡以及橋面的平整度、磨耗效果引起重視，并且要對(duì)橋梁頂面鋼筋保護(hù)層的層裂問(wèn)題進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè)。③注重橋梁基礎(chǔ)的檢測(cè)。對(duì)于橋梁基礎(chǔ)整體性能以及材料狀況的檢測(cè)工作，可以從墩臺(tái)沉降、傾斜狀況等方面著手，檢測(cè)過(guò)程中可以應(yīng)用激光系統(tǒng)以及連通管水平測(cè)量裝置進(jìn)行橋梁基礎(chǔ)沉降值的觀測(cè)。

3? 鋼筋混凝土橋梁病害的檢測(cè)分析

3.1? 堿—骨料反應(yīng)和檢測(cè)

混凝土中的水泥成分和骨料中的活性硅在水的作用下會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成堿—硅酸鹽凝膠，這種物質(zhì)容易酥松膨脹，導(dǎo)致混凝土開裂破壞。這種病害一旦發(fā)生就難以控制，表層開裂是堿—骨料反應(yīng)的重要特征。由于混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋的約束作用，堿—骨料反應(yīng)后的混凝土表面常出現(xiàn)網(wǎng)狀裂縫，一般在裂縫處會(huì)有白色凝膠物質(zhì)流出?；炷翂A—骨料反應(yīng)可以通過(guò)外表觀察進(jìn)行檢測(cè)，但對(duì)于已經(jīng)發(fā)生堿—骨料反應(yīng)的橋梁，目前還沒有可靠的修補(bǔ)措施。主要通過(guò)建設(shè)過(guò)程中控制含堿量指標(biāo)進(jìn)行防治。

3.2? 裂縫檢測(cè)

利用讀數(shù)顯微鏡、裂縫比寬尺、鋼卷尺等儀器和工具，對(duì)13孔主橋的全部65片主梁、橫隔板、行車道板、橋墩、橋臺(tái)進(jìn)行了裂縫檢測(cè)，詳細(xì)記錄了裂縫的寬度、長(zhǎng)度及形狀位置，并繪制成裂縫分布圖。由檢測(cè)結(jié)果可知，大部分主梁梁肋底面及兩側(cè)出現(xiàn)裂縫，且裂縫數(shù)量較多，部分主梁尤為嚴(yán)重，裂縫寬度絕大部分不超過(guò)0.1mm，少數(shù)裂縫的寬度超過(guò)0.1mm，但均不超過(guò)0.25mm。在部分主梁的底面及側(cè)面，出現(xiàn)順主筋方向的縱向裂縫，部分粗裂縫寬度達(dá)到3.0mm，長(zhǎng)度達(dá)1m以上。橫隔板、行車道板、墩身、墩帽、系梁等構(gòu)件部位的裂縫很少，基本上未發(fā)現(xiàn)明顯且寬度較大的裂縫。

3.3? 氯離子侵蝕的檢測(cè)分析

外界環(huán)境中存在的氯離子，將會(huì)對(duì)已經(jīng)硬化了的混凝土進(jìn)行侵蝕。一般而言，氯離子主要來(lái)自于外界環(huán)境中的水，如果在短時(shí)間內(nèi)有大量的氯離子進(jìn)入到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，將導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)的表面發(fā)生泛白問(wèn)題，并且將造成混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破損。為了降低氯離子對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的侵蝕與破壞，可以定期對(duì)可能浸潤(rùn)混凝土的水體進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)的重點(diǎn)是水體的pH值以及Cl離子濃度。如果附近水體的pH值小于4，那么需要對(duì)橋梁的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)做好隔離保護(hù)。尤其是一些酸雨地區(qū)的橋梁工程，極容易受到淋雨的影響，因而要對(duì)淋雨部位涂抹相應(yīng)的防水層。在進(jìn)行橋梁工程的施工時(shí)，可以對(duì)氯鹽的摻量進(jìn)行控制，進(jìn)而降低氯離子的侵蝕問(wèn)題，氯鹽的摻量不能超過(guò)水泥重量的1%。

4? 結(jié)語(yǔ)

在某鋼筋混凝土橋梁的檢測(cè)及病害分析中，因地制宜，采用了船上搭設(shè)支架作為檢測(cè)平臺(tái)的方法，并根據(jù)該橋的實(shí)際狀況選擇相應(yīng)的檢測(cè)項(xiàng)目，順利完成了檢測(cè)任務(wù)，掌握了橋梁的病害狀況，并對(duì)橋梁病害及病害成因進(jìn)行了具體分析，為進(jìn)一步的橋梁承載力分析及維修加固決策提供科學(xué)可靠的依據(jù)。該大橋病害的產(chǎn)生與發(fā)展，特別是主梁鋼筋的銹蝕，將會(huì)加劇橋梁的損壞，縮短橋梁的使用壽命，使橋梁承載能力下降，從而威脅橋梁的安全，甚至可能造成嚴(yán)重的事故及后果。因此，必須對(duì)大橋的損壞部位進(jìn)行徹底的維修，對(duì)嚴(yán)重?fù)p壞部位進(jìn)行加固，以確保大橋的安全。在假定維持原有車輛荷載等級(jí)的前提下，對(duì)該橋的維修加固提出以下幾點(diǎn)建議：①主梁混凝土表面缺陷較集中的部位，需進(jìn)行維修處理;②主梁混凝土表面缺陷范圍較大、程度嚴(yán)重及鋼筋嚴(yán)重銹蝕的部位，需進(jìn)行加固處理;③橋面鋪裝層宜全部鑿除重筑;④橋面伸縮縫宜全部更換。

參考文獻(xiàn)：

[1] 肖玉輝，沈立宏.凝土橋梁病害成因分析及對(duì)策研究[J].中外公路，2015（1）：39～42.

[2] 楊洲.橋梁病害檢測(cè)及處治方法的實(shí)踐與探討[J].城市道橋與防洪，2015（1）：86～88.

[3] 李東俠，閏晶.鋼筋混凝土橋梁裂紋病害整治[J].甘肅科技，2016（10）：151～152.