混凝土橋梁檢測及加固技術(shù)

賴嘉洲

（廣東交科檢測有限公司，廣東 廣州 510550）

0 引言

橋梁荷載等級要求隨交通行業(yè)的發(fā)展而不斷提高，在現(xiàn)階段的交通運輸壓力下，既有橋梁已越發(fā)難以滿足其需要，橋梁使用壽命在逐漸增多的車流量以及超載等作用下不斷減少。此外，在惡劣環(huán)境下，部分橋梁的耐久性在鹽堿性腐蝕等長期作用下有所降低，已難以確保其安全使用性能。從資源和財力等方面而言，重建建筑物是最為浪費的一種方式，該種方法是不得已之選，因此，檢測評估仍有著一定價值的橋梁，并使用相應技術(shù)對其進行加固，以使其功能得到提高，降低資源浪費，在經(jīng)濟效益以及社會效益兩方面均更有價值。

1 橋梁病害及加固原則

1.1 常見病害

既有橋梁約有50%的數(shù)量存在安全和耐久性方面的問題，其中又約有30%的危橋。針對橋梁開展的檢測以及加固等手段，成為解決橋梁問題的關(guān)鍵所在。橋梁主要的病害類型有：

（1）裂縫?；炷翗蛄褐?，裂縫病害是最為常見形式[1]。裂縫的產(chǎn)生原因并不單一，如使用不當?shù)氖┕げ牧?、養(yǎng)護不周、環(huán)境惡劣等因素的影響下均會有裂縫出現(xiàn)。而在裂縫出現(xiàn)之后又會導致其他病害相繼產(chǎn)生，如不斷發(fā)展的裂縫導致鋼筋被動裸露，進而在雨水等作用下出現(xiàn)銹蝕，橋梁承載力減弱，嚴重可能出現(xiàn)坍塌等情況。

（2）碳化。混凝土碳化容易引發(fā)鋼筋銹蝕，鋼筋銹蝕又會對橋梁使用年限造成影響。

（3）結(jié)構(gòu)受力過大。橋梁承載力在長期的過載以及環(huán)境因素影響下不斷減小，導致橋梁梁體出現(xiàn)斷筋現(xiàn)象，極限強度有所弱化。

1.2 橋梁檢測內(nèi)容

（1）外觀。觀察橋梁外觀裂縫是否明顯，或橋梁結(jié)構(gòu)變形是否明顯，是否出現(xiàn)不均勻沉降，結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破壞等，檢查結(jié)果應如實反映橋梁現(xiàn)狀。

（2）承載力。若橋梁外觀變形不明顯，應對其承載力進行檢測，確保其承載力滿足標準要求[2]。

（3）材料。以常見的混凝土橋梁為例，應以混凝土和鋼筋材料為主要檢測材料，對其開展保護層碳化深度、鋼筋裸露和銹蝕程度等檢測，確保其滿足標準要求。

1.3 加固原則

（1）橋梁結(jié)構(gòu)進行加固后應確保應力要求。

（2）新更換結(jié)構(gòu)應與原結(jié)構(gòu)保持盡可能大的接觸面，以使其整體性得到有效提高。

（3）新加固結(jié)構(gòu)應維持原有外觀，保證其美觀性。

（4）所設(shè)計加固方案應包含經(jīng)濟性、實用性以及安全性。

2 實例分析

廖屋大橋中心樁號為K749+143.7，全橋長528.0m，為雙幅分離式橋，雙向六車道。上部結(jié)構(gòu)采用3×40+3×40+4×40+3×40四聯(lián)預應力混凝土組合T梁，先簡支后連續(xù)結(jié)構(gòu)；下部結(jié)構(gòu)多采用雙圓柱墩配圓樁基礎(chǔ)、0#臺為肋板臺配樁基礎(chǔ)、13#臺為樁柱式臺配樁基礎(chǔ)，于2018年開始運營。

2.1 橋梁檢測

（1）外觀檢測。以目測法對橋梁外觀進行檢測，并咨詢早期建設(shè)部門橋梁施工和養(yǎng)護過程的不良情況，以便于掌握橋梁現(xiàn)狀和性能。

（2）保護層檢測。使用HT-225A回彈儀檢測橋梁混凝土保護層厚度和強度，使用規(guī)范公式計算檢測數(shù)據(jù)，以取得混凝土強度。再通過ZBL-R620儀器測定保護層厚度，以取得橋梁現(xiàn)有的實際厚度[3]。

（3）碳化程度檢測。采用化學溶液與儀器混合的方法進行檢測，首先在混凝土表面上均勻涂抹酚酞等溶液，若其表現(xiàn)為紅色，則代表結(jié)構(gòu)出現(xiàn)碳化，再使用LR-TH10測定儀在碳化地點檢測碳化程度，所得結(jié)果如表1所示。

表1 碳化檢測結(jié)果

2.2 加固方案

基于檢測結(jié)果，從整體性、強度、剛度三個原則出發(fā)，方案決定使用碳纖維進行加固。具體如圖1所示。

圖1 碳纖維布黏結(jié)方式

2.3 加固過程

（1）開展現(xiàn)場勘查，確認大型機械支撐點，并做好現(xiàn)場清理，材料運輸以及人員就位的準備工作。

（2）將病害表面和鋼筋裸露部位清理打磨鋼筋，去除碳化層等軟弱部位，打磨棱角至平整干凈。

（3）進行底膠的調(diào)配，將裂縫等坑洼填補平整，施工時需注意涂抹厚度，以1.0mm以下的厚度進行平整。

（4）在1～2h底膠凝結(jié)完成后，將調(diào)配好的樹脂涂抹在表層，涂抹時需平整表面，并控制其厚度保持在2～3cm范圍內(nèi)，確保整體性。

（5）根據(jù)碳纖維布的尺寸確定所需涂抹樹脂的范圍，在涂抹結(jié)束后再在樹脂上黏貼碳纖維布，應使用浸漬膠涂抹布料的搭接位置，并確保長度在100mm以上。施工時應及時進行壓實，以確保兩者接觸良好，沒有氣泡出現(xiàn)。

（6）將碳纖維布黏貼好了之后，應將樹脂再次涂抹在加固位置起保護作用，并進行防水防污染處理，確保有1天以上的養(yǎng)護時間。

2.4 加固結(jié)構(gòu)監(jiān)測

在完成結(jié)構(gòu)加固之后，應相應設(shè)立監(jiān)控點，以對加固結(jié)構(gòu)進行檢測，確保橋梁加固后滿足性能要求，如監(jiān)測其是否產(chǎn)生新裂縫，橋梁構(gòu)件在上部荷載下的變形情況，混凝土構(gòu)件加固后是否能滿足長期受力下的性能要求等。

3 結(jié)語

現(xiàn)場檢測結(jié)果可知，橋梁整體表面存在較為嚴重的破損現(xiàn)象，鋼筋有著一定程度的銹蝕，混凝土出現(xiàn)4mm左右的碳化深度。橋梁結(jié)構(gòu)裂縫在經(jīng)過碳纖維布的加固之后有所消失，混凝土強度有所提升，橋梁表面防水防污染能力也有所提高。從橋梁安全性的角度出發(fā)，應實時動態(tài)開展監(jiān)測工作。