試析橋梁結(jié)構(gòu)檢測與加固處理
2015-04-01
隨著我國經(jīng)濟和交通運輸業(yè)的不斷發(fā)展進步，各級公路橋梁所擔負的交通負荷越來越重，由于很多橋梁在建設時資金緊缺，泄洪能力較低，設計荷載偏低，受當時技術(shù)條件的約束，橋梁的設計和施工管理大都較為粗放，橋梁建設使用的材料和設備大都較落后，導致現(xiàn)階段很多橋梁都存在某些缺陷，影響了正常的交通運輸，給國民經(jīng)濟的發(fā)展造成了不利影響。
一、橋梁結(jié)構(gòu)檢測的常用方法
很多橋梁在建設時社會發(fā)展較緩慢，加之部分橋梁設計者缺乏遠見，橋梁投入運營之后，管理制度建設長期被忽視，橋梁的管理費用被無故占用或挪用，車輛超載沒有嚴格審查，橋梁的技術(shù)狀態(tài)沒有進行及時觀測，導致很多公路、橋梁發(fā)生了各種病害，嚴重破壞了橋梁的正常運營。各種不良因素最后導致很多橋梁的實際使用壽命縮短，甚至有些橋梁成為危橋，嚴重影響了人們的生命財產(chǎn)安全，為此，加強橋梁結(jié)構(gòu)的檢測和加固處理勢在必行。
橋梁結(jié)構(gòu)檢測是一項對橋梁結(jié)構(gòu)直接進行測試的科學實驗工作。橋梁檢測的主要任務是通過有計劃地對橋梁結(jié)構(gòu)物加載之后的性能進行對測量參數(shù)分析，對結(jié)構(gòu)物的工作性能加以分析評價，正確評價橋梁結(jié)構(gòu)的承載力和使用條件。橋梁在使用過程中會經(jīng)常出現(xiàn)各種損害，需要相關(guān)部門及時發(fā)現(xiàn)橋梁中存在的損壞環(huán)節(jié)，并及時加以修補，定期對橋梁進行檢測貨物維護是保證橋梁正常運營的重要的環(huán)節(jié)。現(xiàn)階段常用的橋梁檢測方法包括三種，即半破損檢測、無破損檢測、半破損與無破損相結(jié)合及荷載試驗。橋梁檢測方法主要是針對混凝土的強度和內(nèi)部缺陷等問題加以檢測。通常情況下，混凝土梁的無損檢測包括強度和完整性檢測兩種，混凝土梁的無損檢測以傳統(tǒng)測試混凝土強度的超聲法和回彈法為主。荷載試驗主要是針對橋梁的整體結(jié)構(gòu)特性和承載能力進行綜合評價，荷載試驗主要包括動力荷載試驗和靜力荷載試驗兩種，其中橋梁結(jié)構(gòu)的動力荷載試驗是使用動力荷載測試橋梁結(jié)構(gòu)的動力特性，例如使用行駛的汽車荷載或者其他動力荷載作用在橋梁結(jié)構(gòu)上，測出橋梁結(jié)構(gòu)的動力特性，通過橋梁的振動變形，判斷分析橋梁結(jié)構(gòu)在動力荷載下受振動和沖擊的影響程度。橋梁結(jié)構(gòu)的靜力荷載試驗是指將靜止的荷載作用在橋梁的指定位置，保證可以測試出橋梁結(jié)構(gòu)的靜位移、靜應變以及裂縫等，以此判斷橋梁結(jié)構(gòu)在荷載作用下的工作能力和狀態(tài)，通常情況下，橋梁結(jié)構(gòu)的分析評定工作主要包括對橋梁工作狀況的強度和穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)的剛度、裂縫、地基基礎等
二、橋梁結(jié)構(gòu)加固處理辦法
橋梁結(jié)構(gòu)的加固處理方法需要嚴格依照不同橋梁的病害原因采取不同的處理措施，通常情況下，橋梁結(jié)構(gòu)的加固處理方法包括以下幾種。
1.體外預應力加固法
體外預應力加固法主要適用于梁式橋正常使用的極限狀態(tài)超限結(jié)構(gòu)，技術(shù)人員通過對橋體施加體外預應力，使橋梁減少結(jié)構(gòu)裂縫，減小梁體下?lián)?，從而改善結(jié)構(gòu)各個截面的應力狀態(tài)。通常情況下，體外預應力加固法的優(yōu)勢在于使用預應力加固之后可以保證預應力永久保存，而且可以將預應力拆除，所以這在很大程度上擴大了體外預應力加固法的使用范圍，一方面它可以作為提高橋梁承載力的永久性加固措施，另一方面還可以使用在通行重車時的臨時加固；此外體外預應力加固法可以使橋梁在自重增加很小的條件下，調(diào)整和改善橋梁原結(jié)構(gòu)的受力情況，增強橋梁結(jié)構(gòu)的抗裂性和剛度；而且在自重增加較小的情況下，對橋梁基礎的受力狀況影響較小，可以節(jié)省橋梁加固成本支出。體外預應力加固法的原理在于通過在橋梁體外增設鋼質(zhì)的撐桿，與被加固的梁體錨固連接，施加預應力，改變原結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布，降低原結(jié)構(gòu)的應力水平，進而提高橋梁的承載力，減少橋梁結(jié)構(gòu)的變形。
2.減輕拱上自重加固法
減輕拱上自重的方法有三種，其一，使用預制的鋼筋混凝土T梁、空心板或者微彎板等輕型橋面系取代之前笨重的腹拱體系：其二，把腹拱的重力式橫墻挖空，或者將其改建為鋼筋混凝土立柱；其三，逐漸降低橋面標高，以減少或者完全取消拱上材料。減輕拱上自重加固法的目的在于提高橋梁的承載能力，是一種調(diào)整拱上恒載分布的手段，主要是針對主拱圈變形過大，通過這種方法以調(diào)整拱軸線與壓力線；使用減輕拱上建筑自重主要是針對一些雙曲拱橋的基礎承載力較低時，通過這種辦法來降低對橋梁對基礎承載力的要求。
3.外包混凝土加固法
這種加固方法主要適用于對拱橋、基礎、墩臺、鋼架橋以及梁橋等，是在橋梁結(jié)構(gòu)上增加一部分恒載重量，為了保證外包混凝土加固的成功，在擬定外包混凝土尺寸時應該考慮外包構(gòu)建以下的結(jié)構(gòu)承載力。外包混凝土加固法的施工工藝包括以下幾方面內(nèi)容，在施工過程中施工人員一定要嚴格按照相關(guān)規(guī)定進行施工，首先，使用的混凝土補強的受壓新澆混凝土厚度應該不小于150mm，并且保證原來混凝土的表面鑿成凹凸深度不小于6mm的粗糙面，使用噴射混凝土施工時應該大于50mm，而新澆混凝土的厚度應該大于40mm。其次，配置混凝土的石子應該使用碎石或者較為堅硬的卵石，最大粒徑不應該大于20mm；此外，結(jié)合面的連接鋼筋面積應該大于結(jié)合面面積的0.2%。再次，在使用型鋼和鋼板補強時應該保證力的有效傳遞，同時應該保證其能夠共同參與原結(jié)構(gòu)的受力。最后使用鋼筋補強時，U型箍筋的直徑應該和原有的箍筋直徑保持一致，封閉式箍筋的直徑應該大于10mm，加固的受力鋼筋與原構(gòu)件受力鋼筋之間的凈距應該小于20mm，使用短筋焊接，箍筋使用U型或者封閉的箍筋。
4.鋼板粘貼加固法
所謂鋼板粘貼加固法是使用錨栓或者粘結(jié)劑把鋼板粘貼錨固在混凝土結(jié)構(gòu)的受拉緣或者薄弱部位，用鋼板代替增設的補強鋼筋，以此來提高橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性和承載能力。鋼板粘貼加固法主要適用于由于交通量增加導致橋梁主梁承載力不夠，或者梁板橋的主梁出現(xiàn)橫向裂縫等。
橋梁檢測技術(shù)是一項操作難度較大、工作技術(shù)較復雜、科技含量較高的工作，屬于高空和危險作業(yè)；橋梁加固也是一項復雜而繁瑣的系統(tǒng)工程，工程設計范圍較廣而且會涉及很多隱蔽工程，加固方法還會因不同橋梁的病害原因而不同，施工工藝具有復雜性和特殊性。為此橋梁結(jié)構(gòu)檢測和加固處理需要工程技術(shù)人員具有扎實的理論知識和豐富的實踐經(jīng)驗，確保技術(shù)工人可以對橋梁做出正確的評估和檢測，進而設計出符合橋梁自身特點的加固方法，延長橋梁的使用壽命。
結(jié)語：
橋梁結(jié)構(gòu)的檢測和加固處理是一項復雜而細致的工作，需要相關(guān)技術(shù)人員具有各方面的綜合知識，理論與實際相結(jié)合，確保橋梁檢測和加固工作的有效性，延長我國橋梁的使用壽命，促進國民經(jīng)濟的長期可持續(xù)發(fā)展。
