淺談橋梁的檢測與維修加固
2015-08-26
橋梁檢測的主要病害及橋梁的綜合評價
?。ㄒ唬蛄簷z測的主要病害
1、結(jié)構(gòu)使用狀態(tài)
梁體主要受拉區(qū)在荷載作用下開裂或原有裂縫有擴展，鋼筋應(yīng)力較大，結(jié)構(gòu)使用狀態(tài)出問題，但梁本身受拉區(qū)未破損，受拉筋未損失，結(jié)構(gòu)的極限強度并未減小。
2、極限狀態(tài)
梁體主要受拉區(qū)在荷載作用下，截面應(yīng)力較小，梁體在荷載作用下沒有開裂或原有裂縫穩(wěn)定，沒有新的擴展，結(jié)構(gòu)的使用狀態(tài)沒有問題。但梁體由于被撞而造成鋼筋或預(yù)應(yīng)力鋼絲斷裂，使梁體現(xiàn)有配筋與原設(shè)計相比減少，結(jié)構(gòu)的極限強度降低。
其他
如混凝土剝落、蜂窩、漏筋、麻面、空洞、磨損、銹蝕、老化、錐坡沉降開裂等。
?。ǘ蛄壕C合評價的方法
在對橋梁進行維修加固之前應(yīng)該對橋梁進行綜合評定，目前常用的幾種舊橋評定方法為:
據(jù)相關(guān)規(guī)范要求對照橋梁存在的缺陷及病害進行綜合評定。
2、理論計算分析評估方法。
3、現(xiàn)場荷載試驗評定方法。根據(jù)橋梁的普查結(jié)果，有針對性地重點布置一些測點進行靜載檢測以測試橋梁的實際受力變形狀態(tài)和承載能力。依據(jù)對橋梁的普查報告結(jié)果和荷載試驗情況及結(jié)論，確定對橋梁檢測的內(nèi)容及荷載試驗方案，并對計算、檢測和試驗成果進行綜合對比分析。對橋梁的工作狀況和承載能力進行綜合評定，做出綜合評估，提出初步處理方案。
二、橋梁檢測的主要內(nèi)容及常用的檢測模式
?。ㄒ唬蛄簷z測的主要內(nèi)容
橋梁檢測的內(nèi)容涵蓋廣泛，主要的檢測內(nèi)容有六大項目：
表面檢測。主要是對表面的缺陷及破損進行目測，采用激光傳感器檢測裂縫的分布，采用數(shù)字相機、熱像儀以及超聲波檢測裂縫的寬度及深度，采用玻璃纖維傳感器和超聲波、雷達檢測開裂的趨勢和內(nèi)部缺陷，等等。
應(yīng)力和統(tǒng)度。主要是利用激光檢測變形，利用加速傳感器和光纖傳感器分別檢測振動和應(yīng)力。
強度和剛度。分別利用拉撥試驗和超聲波檢測混凝土強度和彈性模量。
擴散深度。主要是通過鉆芯取樣檢測酸化深度、氯化深度以及酸侵蝕深度。
滲透性。主要是通過現(xiàn)場滲透試驗檢測滲透性。
6、鋼筋銹蝕。主要是采用自然電位法檢測銹蝕位置和程度。
（二）常用的橋梁檢測模式
1、一般檢測
即負責(zé)公路橋梁的養(yǎng)護人員的經(jīng)常性巡檢，以公路和橋梁得到及時的養(yǎng)護為目的，同時對一些突發(fā)性的重大問題作出相應(yīng)的報告。例如：地震、泥石流等較大的自然災(zāi)害對公路橋梁的損壞情況，公路橋梁的巡檢員應(yīng)及時將準(zhǔn)確信息向上級部門進行報告。
2、基本檢測
即專業(yè)人員對橋梁的質(zhì)量進行定期的跟蹤式檢查，尤其是一些新建橋梁和一些通過一般檢測出現(xiàn)問題的橋梁，需要專業(yè)的工程師形成跟蹤小組，通過目測、攝像及其它測量儀器進行專業(yè)的檢測，并制定檢測計劃，以保證公路橋梁的使用壽命，消除安全隱患，必要時可以根據(jù)具體情況對相應(yīng)的問題公路橋梁做出限行或者禁行的交通建議。
3、特殊檢測
當(dāng)被檢測的公路或橋梁確定存在嚴(yán)重問題時，公路橋梁專家應(yīng)及時提出特殊檢測的要求。經(jīng)批準(zhǔn)后，形成專家組，通過物理或化學(xué)等對公路橋梁無破損檢驗手段，對橋體禁行全方位的檢查，找出問題根源，從而制定相應(yīng)措施，一般情況下，需要特殊檢測的公路橋梁應(yīng)禁止使用，待問題解決后，再恢復(fù)使用。
橋梁維修加固的技術(shù)要點
?。ㄒ唬┡f橋維修加固的特性
與新建的公路橋梁相比，舊橋在維修加固有自身的一些特性：
1、舊橋在維修加固時所采用的標(biāo)準(zhǔn)與先前設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)有所不同。
2、舊橋維修加固的實施難度要比新建橋梁的大。
3、橋梁維修加固時采用了很多新施工工藝。
4、橋梁維修加固施工中對原有結(jié)構(gòu)的拆除、清理工作量大而繁瑣，并常常隱含很多不安全因素。因此，在維修與加固時，施工人員要注意確保原有結(jié)構(gòu)的損傷最小化，并充分利用原有的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，且保證原有結(jié)構(gòu)保留部分的安全性與耐久性。
?。ǘ┡f橋加固方法的選用原則
1、橋梁加固可以有各種不同的方式，視舊橋的情況、承載能力的減弱程度以及今后的任務(wù)進行選擇。
橋梁的加固一般有如下幾種: 擴大或增加原結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面，以提高原結(jié)構(gòu)的強度和剛度；以新的結(jié)構(gòu)代替舊的應(yīng)力不夠的結(jié)構(gòu)；改變原結(jié)構(gòu)的受力體系，使原結(jié)構(gòu)減少受力；對原結(jié)構(gòu)施加外應(yīng)力(如預(yù)應(yīng)力)，以改變原結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，達到提高橋梁剛度和強度的目的。
采用擴大或增加橋梁構(gòu)件截面的方法進行加固時，應(yīng)特別注意新加部分與原有部分的結(jié)合，使其成為一個整體起到加固作用。
不管采用何種加固方案，都應(yīng)考慮投資少, 工效快、不中斷交通、技術(shù)上可行、有較好的耐久性等方面的要求。
?。ㄈ蛄洪_裂的維修加固
當(dāng)一座橋梁進入特定檢測期間，即橋身開裂等嚴(yán)重情況，這不但會大大縮減橋身的使用壽命，嚴(yán)重者甚至?xí)劤删薮笫鹿剩源朔N情況應(yīng)進行及時處理。對于這種情況，應(yīng)利用橋梁維修加固的塞縫灌漿方法。我們經(jīng)常看到的公路檢測人員對公路開裂的地縫重新灌注瀝青，或者對其凹陷處鑿開，然后重新鋪上砂石灌入瀝青即是對公路裂口處的及時處理現(xiàn)象，而當(dāng)橋梁出現(xiàn)裂口時則采用同樣的方法。
值得注意的是，根據(jù)橋梁本身建筑材料的不同應(yīng)采取相應(yīng)的材質(zhì)進行灌注，比如水泥路或石砌橋的裂口應(yīng)以水泥漿或水泥砂漿為宜，并根據(jù)裂縫的大小選擇水泥漿是否摻砂及摻砂量。
而對于現(xiàn)在較普遍的鋼筋混凝土構(gòu)件則應(yīng)用環(huán)氧樹脂進行灌注，因為這種構(gòu)件產(chǎn)生的裂縫小，而環(huán)氧樹脂的粘結(jié)性更好，所以它是現(xiàn)今維護加固橋梁的主要手段。
?。ㄋ模τ跇蛄撼休d力不足的維修加固技術(shù)
科學(xué)證實，一般橋梁在使用20～30年后，即會出現(xiàn)問題。所以承載力不足的問題，在橋梁上體現(xiàn)得更為明顯。
對于橋梁承載力不足的問題，對橋身的維護加固應(yīng)采用粘貼鋼板加固法為宜，此種技術(shù)耐腐蝕性抗疲勞性強，耐久度高，相對橋體本身的重量、截面積以及橋梁的凈空高度可以忽略不計，不僅施工過方便快捷，節(jié)約經(jīng)濟成本，而且不會對橋身造成新傷，同時可根據(jù)要求進行多層粘貼，或涂以不同顏色，施工靈活性很高。因此，它是基于橋的原貌下的“錦上添花”，而非“整容”。
除此之外，外包混凝土加固法、噴錨混凝土加固法以及體外預(yù)應(yīng)力加固法等也是良好的選擇方式，本質(zhì)上講，這些都是一種增加橋身輔助構(gòu)件的方法。
（五）橋梁不均勻沉陷的維修加固技術(shù)
這種情況，處理上相對容易，一般可在河床鋪砌漿砌片石（可與砂漿更好的粘合），同時在河床上游設(shè)置設(shè)置丁壩，在受到?jīng)_刷的路段或橋臺處用打木樁的方法加固路段和橋身。（簡言之，及達到增大橋梁截面的目的，除此之外，還可用化學(xué)植筋、噴射混凝土等方式。）
橋梁維修加固后的試驗檢測
（一）橋梁靜載試驗
靜載試驗通過測試橋梁結(jié)構(gòu)在試驗荷載作用下控制截面的應(yīng)變、位移或裂縫來分析判定橋梁的承載能力。荷載工況選擇應(yīng)反映橋梁設(shè)計的最不利受力狀態(tài)，同時為了確保加載安全和了解結(jié)構(gòu)應(yīng)變和變位隨試驗荷載增加的變化關(guān)系，對橋梁試驗加載應(yīng)分級進行。加載設(shè)備常采用可行式車輛，測點的布置不宜過多，但要保證質(zhì)量，一般情況下，主要測點布設(shè)應(yīng)能控制結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)力和最大撓度。
?。ǘ蛄簞虞d試驗
動載試驗通過測試橋梁在動載作用下的響應(yīng)，分析橋梁的頻率、阻尼和振型等動力特性， 根據(jù)動力響應(yīng)和動力特性進行橋梁承載力評定。橋梁結(jié)構(gòu)的動力特性只與結(jié)構(gòu)本身的固有性質(zhì)有關(guān)(如結(jié)構(gòu)的組成形式、剛度、質(zhì)量分布和材料性質(zhì)等)，而與荷載等其他條件無關(guān)。橋梁在實際動荷載作用下，根據(jù)結(jié)構(gòu)各控制部位的動力響應(yīng)，如振幅、頻率、速度和加速度以及反映結(jié)構(gòu)整體動力作用的沖擊系數(shù)等，來分析結(jié)構(gòu)在動荷載作用下的受力狀態(tài)。
結(jié)語
綜上，舊橋病害的發(fā)生和發(fā)展直接影響結(jié)構(gòu)的適用性和耐久性，嚴(yán)重時直接危及橋梁的運營安全。日常工作中，公路管養(yǎng)部門應(yīng)加強對現(xiàn)有橋梁的檢測力度，區(qū)別情況，分析損壞原因，通過合理可行的技術(shù)和施工工藝對舊橋加以改造與加固，充分利用舊橋的承載力，不但可以獲得更大的經(jīng)濟效益和社會效益，而且能在一定程度上消除交通安全隱患。
