橋梁的檢測(cè)與維修加固探討

何著

（廣西交投科技有限公司，廣西 南寧 530022）

0 引言

隨著橋梁數(shù)量越來越多，由于一些橋梁年久失修，不僅無法滿足交通的需要，而且會(huì)給駕駛帶來很大的安全隱患。因此，針對(duì)當(dāng)前橋梁現(xiàn)狀，必須對(duì)其進(jìn)行必要的加固和改建，以避免發(fā)生安全事故。各級(jí)政府和有關(guān)公路單位要加強(qiáng)橋梁的養(yǎng)護(hù)和加固工作，并加大投資。在一定程度上提高了各級(jí)政府對(duì)橋梁的養(yǎng)護(hù)和加固工作的積極性，激發(fā)了廣大群眾的積極性，使橋梁得到有效的修復(fù)和加固。

1 公路橋梁檢測(cè)與維修加固的重要性

橋梁改造項(xiàng)目，既要注重技術(shù)，又要注重建設(shè)管理，要對(duì)建設(shè)單位的經(jīng)濟(jì)實(shí)力進(jìn)行分析。在實(shí)際的加固和改建中，要從經(jīng)濟(jì)和技術(shù)兩個(gè)層面來分析和結(jié)構(gòu)狀況評(píng)價(jià)；加強(qiáng)設(shè)計(jì)要與施工計(jì)劃緊密結(jié)合，確保新的結(jié)構(gòu)與原有的結(jié)構(gòu)相銜接；要保證工程的可行性，提高舊橋的使用壽命，必須加強(qiáng)對(duì)橋梁的管理。

2 工程概況

廣西某橋梁采用鋼管混凝土-預(yù)應(yīng)力混凝土槽梁拱組合結(jié)構(gòu)橋位平面位于s 型反曲線上，跨度為（50.12+99.483+50.78）m，橋面水平面總寬度達(dá)到19.95m。其中橋跨組合為7×29.5m。每個(gè)跨度包含6 個(gè)腹板拱，上部結(jié)構(gòu)主拱環(huán)為雙鉸式敞肩拱橋式。其下部結(jié)構(gòu)為懸臂蓋梁、下部結(jié)構(gòu)為雙柱墩、石橋墩，預(yù)埋輕質(zhì)橋臺(tái)。

3 檢測(cè)內(nèi)容與方法

3.1 檢測(cè)內(nèi)容

3.1.1 主梁檢查

檢測(cè)吊桿鋼護(hù)筒與拱肋、系梁連接處的外觀情況，檢查護(hù)筒是否松動(dòng)、脫落、銹蝕、滲水，周圍混凝土是否開裂。防護(hù)層老化開裂嚴(yán)重的吊桿，結(jié)合開錨檢查情況，發(fā)現(xiàn)高強(qiáng)鋼絲存在明顯銹蝕的，必要時(shí)打開防護(hù)層，檢查高強(qiáng)鋼絲銹蝕及斷裂情況。支座墊石是否有裂縫。支座墊石是否平整完好，有無積水，支座與墊石是否密貼接觸，有無局部脫空現(xiàn)象。

3.1.2 無損檢測(cè)

鋼管混凝土拱橋無損檢查為鋼構(gòu)件防腐涂層檢測(cè)，混凝土強(qiáng)度檢查，鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè)，鋼筋銹蝕檢測(cè)。索力直接反映了結(jié)構(gòu)的受力狀況，根據(jù)《城市橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ 99—2017）規(guī)定，對(duì)混凝土拱橋拱肋吊桿索力進(jìn)行檢測(cè)。

3.1.3 拱肋鋼管混凝土密實(shí)度檢測(cè)

采用人工敲擊法對(duì)拱肋鋼管內(nèi)混凝土的密實(shí)度進(jìn)行檢測(cè)，左右兩側(cè)拱肋采用抽檢方法檢測(cè)，拱橋靜載試驗(yàn)包括應(yīng)力測(cè)試，撓度測(cè)試和梁端轉(zhuǎn)角測(cè)試[1]。

3.2 檢測(cè)方法

3.2.1 橋梁外觀普查方法

橋梁外觀普查以目測(cè)觀察為主，本次外觀檢查，主要利用登高車、搭設(shè)臨時(shí)支架、人字梯等設(shè)備接近構(gòu)件進(jìn)行檢查。

3.2.2 鋼結(jié)構(gòu)涂層厚度檢測(cè)

鋼結(jié)構(gòu)抽檢數(shù)量：同類構(gòu)件不應(yīng)少于3 件，混凝土強(qiáng)度檢測(cè)采用回彈法檢測(cè)，同時(shí)檢測(cè)構(gòu)件混凝土的碳化深度。左側(cè)拱肋外露面涂裝厚度最大值為310μm，最小值為285μm，15 個(gè)測(cè)點(diǎn)平均值為298.0μm，大于設(shè)計(jì)值。

實(shí)測(cè)右側(cè)拱肋外露面涂裝厚度最大值為312μm，最小值為289μm，15 個(gè)測(cè)點(diǎn)平均值為304.0μm，大于設(shè)計(jì)值。

3.2.3 回彈法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度

用鋼釬在測(cè)試部位形成直徑1.5cm 的孔洞，露出混凝土新茬，并吹凈碎屑及混凝土粉末。將酚酞指示劑噴到測(cè)孔壁上[2]。

3.2.4 橋梁恒載線形測(cè)量

橋面線形測(cè)量，分別在橋梁左、中側(cè)、右側(cè)護(hù)欄處設(shè)高程觀測(cè)點(diǎn)，本次橋面縱向線形檢測(cè)每5m 布置一個(gè)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行高程測(cè)量，采用天寶電子水準(zhǔn)儀按要求進(jìn)行閉合水準(zhǔn)測(cè)量。

拱軸線形測(cè)量，按吊桿位置布置縱向測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)布置在拱肋上弦管處，吊桿的正上方，單側(cè)拱肋共布置13個(gè)測(cè)點(diǎn)。測(cè)量位置按黃浦路側(cè)拱肋上弦管和混凝土拱座交接處為起點(diǎn)0m，采用徠卡全站儀進(jìn)行測(cè)量。鋼管內(nèi)混凝土密實(shí)度檢測(cè)，采用人工敲擊法對(duì)鋼管拱橋拱肋鋼管內(nèi)混凝土的密實(shí)度進(jìn)行檢測(cè)。

3.2.5 靜載試驗(yàn)內(nèi)容

根據(jù)主橋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，靜載試驗(yàn)測(cè)試如下內(nèi)容。

（1）拱頂截面最大應(yīng)力（應(yīng)變）和撓度。

（2）拱腳截面最大應(yīng)力。

3.2.6 拱肋及橫撐外觀檢測(cè)

拱肋和橫撐主要病害為鋼結(jié)構(gòu)局部銹蝕、檢修管道焊接脫落、銹蝕嚴(yán)重。右側(cè)拱肋上拱頂處施工注漿孔未做處理，銹蝕，且有混凝土殘留，左側(cè)拱肋上輕微銹蝕，檢修道銹蝕嚴(yán)重，且拱頂處檢修道焊接脫落，嚴(yán)重影響安全。

3.2.7 吊桿索力測(cè)試

采用頻譜法準(zhǔn)確測(cè)試索力的關(guān)鍵之一是確定吊桿的計(jì)算索長(zhǎng)，方法是根據(jù)施工期吊桿張拉時(shí)千斤頂標(biāo)定的索力推算成橋后的計(jì)算索長(zhǎng)。本橋缺少施工期的相關(guān)資料，本次檢測(cè)計(jì)算索長(zhǎng)取自由段長(zhǎng)度（理論索長(zhǎng)減去拱肋和系梁內(nèi)吊桿長(zhǎng)度），因?yàn)槎趟鲃偠却?，索力測(cè)試誤差相對(duì)較大，索力檢測(cè)結(jié)果僅供參考。本次檢測(cè)采用1 階固有頻率。根據(jù)黃浦路鋼管拱橋吊索索力檢測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)測(cè)值與設(shè)計(jì)值最大偏差為6.98%，考慮測(cè)試儀器精度、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試環(huán)境，吊桿長(zhǎng)度等影響，認(rèn)定吊桿索力總體保持穩(wěn)定。

3.2.8 控制截面和測(cè)點(diǎn)布置

根據(jù)招標(biāo)文件要求，需要根據(jù)普查確定荷載試驗(yàn)橋跨，應(yīng)力測(cè)試斷面及測(cè)點(diǎn)布置選取是根據(jù)該橋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和受力特性，根據(jù)活載產(chǎn)生的狀況。主梁布置4 個(gè)應(yīng)力測(cè)試截面，分別為中跨跨中（截面1）、中跨1/4（截面2）、截面3 中跨支點(diǎn)（截面3）、邊跨跨中（截面4），應(yīng)力測(cè)試截面布置，主梁截面測(cè)點(diǎn)布置為底面布置9 個(gè)應(yīng)變片，腹板布置4 個(gè)應(yīng)變片。拱肋布置3 個(gè)應(yīng)力測(cè)試截面，分別位于拱腳、拱肋1/4、拱肋拱頂處；拱肋截面測(cè)點(diǎn)布置為在每個(gè)鋼管四面各布置1 個(gè)應(yīng)變片。拱肋變形測(cè)點(diǎn)布置在拱腳及拱肋四分點(diǎn)，共布置10 個(gè)測(cè)點(diǎn)。橋面撓度測(cè)點(diǎn)布置在主跨四分點(diǎn)和邊跨四分點(diǎn)處，共布置18 個(gè)測(cè)點(diǎn)。梁端轉(zhuǎn)角測(cè)點(diǎn)布置在一側(cè)梁端橋面上，共布置1 個(gè)測(cè)點(diǎn)。梁端縱向位移測(cè)點(diǎn)布置在一側(cè)梁端處，共布置1 個(gè)測(cè)點(diǎn)。

3.2.9 橋梁恒載線形檢查結(jié)論

橋面線形基本平順，由于沒有本橋橋面線形的歷史資料，本次線形測(cè)量結(jié)果可作為下次檢測(cè)的初始值。由于實(shí)測(cè)值與設(shè)計(jì)值最大偏差為6.98%，考慮測(cè)試儀器精度、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試環(huán)境，吊桿長(zhǎng)度等影響，認(rèn)定吊桿索力總體保持穩(wěn)定。通過人工敲擊法檢查黃浦路鋼管拱橋拱肋鋼管內(nèi)混凝土的密實(shí)度，未發(fā)現(xiàn)明顯空鼓、脫空現(xiàn)象。

偏載作用下，實(shí)測(cè)主梁最大應(yīng)力為0.89MPa，鋼管拱肋最大應(yīng)力為-4.74MPa，實(shí)測(cè)應(yīng)力均小于理論計(jì)算值；實(shí)測(cè)橋面撓度最大值為5.01mm，偏載系數(shù)為1.06。實(shí)測(cè)拱肋撓度最大值為0.68mm，偏載系數(shù)為1.07，在通常值范圍內(nèi)。實(shí)測(cè)試驗(yàn)跨吊桿索力最大增量為127.3kN，計(jì)算索力增量為135.6kN，實(shí)測(cè)值小于計(jì)算值，滿足設(shè)計(jì)要求。根據(jù)《城市軌道交通橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB/T 51234—2017）中6.0.4 無砟軌道橋梁梁體單端轉(zhuǎn)角弧度不應(yīng)大于3‰，實(shí)測(cè)梁端轉(zhuǎn)角為0.19×10-3rad，小于規(guī)范值。

4 公路橋梁在維修加固期間面臨的問題

4.1 缺乏必要的勘察

對(duì)橋梁來說因年久失修，已不能滿足目前的交通發(fā)展需求，必須進(jìn)行必要的修繕和加固。然而，由于橋梁的歷史較長(zhǎng)，在調(diào)查中存在較大的困難。也就是說，現(xiàn)在的橋梁，根本找不到相關(guān)的建筑資料，尤其是技術(shù)措施，幾乎沒有，這就給調(diào)查帶來了更大的難度。

4.2 定期檢測(cè)不足

橋梁的修復(fù)和加固非常重要，但對(duì)其后期的管理和維護(hù)也不容忽視。目前，我國許多橋梁在的應(yīng)用壽命較短，主要是由于其定期檢查力度不足。尤其是一些限制性的道路橋梁，如果不加以管理和保養(yǎng)，缺乏常規(guī)的監(jiān)測(cè)，也是導(dǎo)致橋梁發(fā)生的重要原因。

4.3 維修加固技術(shù)不科學(xué)

目前，由于橋梁改建技術(shù)的不合理，導(dǎo)致了道路養(yǎng)護(hù)和加固工程的進(jìn)度受到了限制，從而影響了工程的實(shí)施。同時(shí)，由于國內(nèi)的道路建設(shè)技術(shù)還不夠成熟，這也是造成我國道路建設(shè)水平落后于世界先進(jìn)水平的主要原因。要探索出更先進(jìn)的技術(shù)，必須對(duì)新技術(shù)進(jìn)行分析，同時(shí)要對(duì)新的材料進(jìn)行新的研究。只有這樣，才能促進(jìn)橋梁養(yǎng)護(hù)和加固技術(shù)的更新和發(fā)展，使橋梁得到有效的修復(fù)和加固[3]。

5 橋梁維修加固的措施

5.1 重視前期質(zhì)量控制內(nèi)容

橋梁進(jìn)行加固和改建，并非單純的治理方式，而是一個(gè)復(fù)雜的過程。在這一復(fù)雜的程序中，首先要做好充分的準(zhǔn)備。首先，必須對(duì)項(xiàng)目的具體情況進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析，通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，可以獲得最精確、最真實(shí)的資料，從而為今后的工作提供決策依據(jù)。其次，項(xiàng)目建設(shè)單位對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行了充分的關(guān)注。分項(xiàng)目是整個(gè)項(xiàng)目中的一部分，也是項(xiàng)目的一部分。在工程建設(shè)前，對(duì)工地進(jìn)行實(shí)地勘察，做好各項(xiàng)工作。

5.2 注重施工時(shí)的質(zhì)量管理工作

質(zhì)量管理制度的健全與否以工程質(zhì)量為目的，了解項(xiàng)目的特點(diǎn)和施工的需要，只有把這些工作做好，方能全面掌握施工進(jìn)度。從而形成了一套完善的質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)。

5.3 強(qiáng)化竣工驗(yàn)收時(shí)的質(zhì)量管理

驗(yàn)收的單位不止一家，由兩家機(jī)構(gòu)承擔(dān)了橋梁加固改建項(xiàng)目的驗(yàn)收工作：建設(shè)單位和正式驗(yàn)收機(jī)構(gòu)。首先，由建筑公司自行驗(yàn)收，由技術(shù)人員對(duì)照國內(nèi)或當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)，并進(jìn)行細(xì)致的檢驗(yàn)。檢查的內(nèi)容通常包括施工是否遵循有關(guān)的施工計(jì)劃、組織與圖紙和設(shè)計(jì)。一旦發(fā)現(xiàn)問題，立刻向上級(jí)匯報(bào)，并制定相應(yīng)的對(duì)策。在通過并執(zhí)行了方案之后，重新進(jìn)行驗(yàn)收，確保最終的驗(yàn)收合格[4]。其次，設(shè)計(jì)單位、施工單位和施工單位共同驗(yàn)收。在此期間，應(yīng)向驗(yàn)收組提供詳盡、真實(shí)的信息。搜集這些信息，可以方便其他部門快速地進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)和驗(yàn)收。所需的資料主要有新材料的種類、新施工方法、新的驗(yàn)收技術(shù)等。

6 基礎(chǔ)加固施工方案

6.1 基礎(chǔ)及橋墩結(jié)構(gòu)混凝土鑿毛以及附著物的清理

對(duì)于沉井與橋墩構(gòu)造表面問題實(shí)施相應(yīng)處理，對(duì)于腐蝕、剝落、蜂窩以及疏松等混凝土實(shí)施鑿除處理。潛水員需要下水使用氣鎬裝置對(duì)于樁表面的混凝土實(shí)施鑿毛處理，用鋼刷、鋼釬等有效工具對(duì)樁體表面松散層清理，打毛樁身表面，將所有附著物清洗干凈。

6.2 植筋

檢測(cè)原樁基鋼筋位置，避開鋼筋進(jìn)行鉆孔、植筋?；炷帘砻媲逑锤蓛艉螅蔑L(fēng)鉆打孔，孔洞位置、深度按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工作業(yè)，采取水下植筋膠進(jìn)行16mm剪切鋼筋的植入，植筋依據(jù)梅花形狀進(jìn)行分布。植筋前進(jìn)行高壓空氣洗孔，將雜質(zhì)清除。植筋膠采用水下植筋膠，用針槍從內(nèi)注入。注入量基本達(dá)到孔洞口，植入鋼筋后清除溢出的植筋膠，此時(shí)不能搖動(dòng)鋼筋，等待植筋膠固化。

6.3 鋼筋的制作安裝及水下焊接

所有植筋膠固化后實(shí)施鋼筋安裝處理。依據(jù)設(shè)計(jì)間距以及預(yù)定部位制作鋼筋籠。而且加固措施是采取濕法焊接方式。本焊接措施為焊接工作人員于水下進(jìn)行施焊工作，使得電弧穩(wěn)定。

6.4 灌注水下混凝土

混凝土是采取定制的商品混凝土，應(yīng)用導(dǎo)管以及泵車輸運(yùn)到預(yù)設(shè)灌注管，在施工進(jìn)程當(dāng)中需要重視模板是不是出現(xiàn)漏漿以及偏位問題，若出現(xiàn)應(yīng)當(dāng)及時(shí)進(jìn)行封堵以及糾偏處理。在灌注之前通常先對(duì)于不分散的砂漿以及砂漿清管進(jìn)行泵送，混凝土泵送的時(shí)候需要將泵送的壓力控制好，混凝土泵送施工應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，施工過程中不得不停頓時(shí)，續(xù)澆時(shí)間應(yīng)控制在30min內(nèi)。當(dāng)混凝土灌注到鋼模板口時(shí)應(yīng)停頓1～15min 后再泵注混凝土，把先灌注浮漿給以清除，進(jìn)而確保樁身的混凝土質(zhì)量問題[5]。

6.5 維修及養(yǎng)護(hù)建議

建議如下：①拱肋檢修道銹蝕嚴(yán)重，且拱頂處檢修道護(hù)欄焊接脫落，嚴(yán)重影響安全，建議及時(shí)更換。②吊桿上錨頭防水罩部分嚴(yán)重銹蝕，下錨頭全部防水罩存在較嚴(yán)重銹蝕，建議及時(shí)補(bǔ)刷防銹涂層，對(duì)銹蝕嚴(yán)重的可考慮更換。③對(duì)拱肋局部部位進(jìn)行除銹、防銹處理。④主梁底有多處滲水，應(yīng)結(jié)合橋面防水層維修進(jìn)行；橋墩E25#墩頭道街方向滲水較嚴(yán)重，應(yīng)結(jié)合伸縮縫維修進(jìn)行。⑤定期進(jìn)行橋面線形、拱軸線及吊桿索力監(jiān)測(cè)[5]。

7 結(jié)語

總之，就目前國內(nèi)的橋梁現(xiàn)狀而言，必須結(jié)合橋梁的實(shí)際使用狀況，對(duì)橋梁加固前、維修期間、維修后期的問題進(jìn)行正確的分析，無論是對(duì)橋梁的檢測(cè)、維修、加固，都要結(jié)合具體的施工條件，制定科學(xué)實(shí)用的施工方案，并進(jìn)行全方位的分析和研究。只有如此，才能更好地理解橋梁所面對(duì)的問題，并為其提供科學(xué)、可行、實(shí)用的施工方案。為保證橋梁的養(yǎng)護(hù)和加固工作質(zhì)量，必須采取科學(xué)的技術(shù)措施，才能更有效地達(dá)到養(yǎng)護(hù)和加固的目的。