淺談橋梁的檢測(cè)與維修加固
2015-08-26
橋梁檢測(cè)的主要病害及橋梁的綜合評(píng)價(jià)
?。ㄒ唬蛄簷z測(cè)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(kuò)展，鋼筋應(yīng)力較大，結(jié)構(gòu)使用狀態(tài)出問(wèn)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(qiáng)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(méi)有開裂或原有裂縫穩(wěn)定，沒(méi)有新的擴(kuò)展，結(jié)構(gòu)的使用狀態(tài)沒(méi)有問(wèn)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(jì)相比減少，結(jié)構(gòu)的極限強(qiáng)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(píng)價(jià)的方法
在對(duì)橋梁進(jìn)行維修加固之前應(yīng)該對(duì)橋梁進(jìn)行綜合評(píng)定，目前常用的幾種舊橋評(píng)定方法為:
據(jù)相關(guān)規(guī)范要求對(duì)照橋梁存在的缺陷及病害進(jìn)行綜合評(píng)定。
2、理論計(jì)算分析評(píng)估方法。
3、現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn)評(píng)定方法。根據(jù)橋梁的普查結(jié)果，有針對(duì)性地重點(diǎn)布置一些測(cè)點(diǎn)進(jìn)行靜載檢測(cè)以測(cè)試橋梁的實(shí)際受力變形狀態(tài)和承載能力。依據(jù)對(duì)橋梁的普查報(bào)告結(jié)果和荷載試驗(yàn)情況及結(jié)論，確定對(duì)橋梁檢測(cè)的內(nèi)容及荷載試驗(yàn)方案，并對(duì)計(jì)算、檢測(cè)和試驗(yàn)成果進(jìn)行綜合對(duì)比分析。對(duì)橋梁的工作狀況和承載能力進(jìn)行綜合評(píng)定，做出綜合評(píng)估，提出初步處理方案。
二、橋梁檢測(cè)的主要內(nèi)容及常用的檢測(cè)模式
（一）橋梁檢測(cè)的主要內(nèi)容
橋梁檢測(cè)的內(nèi)容涵蓋廣泛，主要的檢測(cè)內(nèi)容有六大項(xiàng)目：
表面檢測(cè)。主要是對(duì)表面的缺陷及破損進(jìn)行目測(cè)，采用激光傳感器檢測(cè)裂縫的分布，采用數(shù)字相機(jī)、熱像儀以及超聲波檢測(cè)裂縫的寬度及深度，采用玻璃纖維傳感器和超聲波、雷達(dá)檢測(cè)開裂的趨勢(shì)和內(nèi)部缺陷，等等。
應(yīng)力和統(tǒng)度。主要是利用激光檢測(cè)變形，利用加速傳感器和光纖傳感器分別檢測(cè)振動(dòng)和應(yīng)力。
強(qiáng)度和剛度。分別利用拉撥試驗(yàn)和超聲波檢測(cè)混凝土強(qiáng)度和彈性模量。
擴(kuò)散深度。主要是通過(guò)鉆芯取樣檢測(cè)酸化深度、氯化深度以及酸侵蝕深度。
滲透性。主要是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)滲透試驗(yàn)檢測(cè)滲透性。
6、鋼筋銹蝕。主要是采用自然電位法檢測(cè)銹蝕位置和程度。
?。ǘ┏Ｓ玫臉蛄簷z測(cè)模式
1、一般檢測(cè)
即負(fù)責(zé)公路橋梁的養(yǎng)護(hù)人員的經(jīng)常性巡檢，以公路和橋梁得到及時(shí)的養(yǎng)護(hù)為目的，同時(shí)對(duì)一些突發(fā)性的重大問(wèn)題作出相應(yīng)的報(bào)告。例如：地震、泥石流等較大的自然災(zāi)害對(duì)公路橋梁的損壞情況，公路橋梁的巡檢員應(yīng)及時(shí)將準(zhǔn)確信息向上級(jí)部門進(jìn)行報(bào)告。
2、基本檢測(cè)
即專業(yè)人員對(duì)橋梁的質(zhì)量進(jìn)行定期的跟蹤式檢查，尤其是一些新建橋梁和一些通過(guò)一般檢測(cè)出現(xiàn)問(wèn)題的橋梁，需要專業(yè)的工程師形成跟蹤小組，通過(guò)目測(cè)、攝像及其它測(cè)量?jī)x器進(jìn)行專業(yè)的檢測(cè)，并制定檢測(cè)計(jì)劃，以保證公路橋梁的使用壽命，消除安全隱患，必要時(shí)可以根據(jù)具體情況對(duì)相應(yīng)的問(wèn)題公路橋梁做出限行或者禁行的交通建議。
3、特殊檢測(cè)
當(dāng)被檢測(cè)的公路或橋梁確定存在嚴(yán)重問(wèn)題時(shí)，公路橋梁專家應(yīng)及時(shí)提出特殊檢測(cè)的要求。經(jīng)批準(zhǔn)后，形成專家組，通過(guò)物理或化學(xué)等對(duì)公路橋梁無(wú)破損檢驗(yàn)手段，對(duì)橋體禁行全方位的檢查，找出問(wèn)題根源，從而制定相應(yīng)措施，一般情況下，需要特殊檢測(cè)的公路橋梁應(yīng)禁止使用，待問(wèn)題解決后，再恢復(fù)使用。
橋梁維修加固的技術(shù)要點(diǎn)
（一）舊橋維修加固的特性
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(shí)所采用的標(biāo)準(zhǔn)與先前設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)有所不同。
2、舊橋維修加固的實(shí)施難度要比新建橋梁的大。
3、橋梁維修加固時(shí)采用了很多新施工工藝。
4、橋梁維修加固施工中對(duì)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(shí)，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(jìn)行選擇。
橋梁的加固一般有如下幾種: 擴(kuò)大或增加原結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面，以提高原結(jié)構(gòu)的強(qiáng)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?cè)Y(jié)構(gòu)的受力體系，使原結(jié)構(gòu)減少受力；對(duì)原結(jié)構(gòu)施加外應(yīng)力(如預(yù)應(yīng)力)，以改變?cè)Y(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，達(dá)到提高橋梁剛度和強(qiáng)度的目的。
采用擴(kuò)大或增加橋梁構(gòu)件截面的方法進(jìn)行加固時(shí)，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(gè)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(jìn)入特定檢測(cè)期間，即橋身開裂等嚴(yán)重情況，這不但會(huì)大大縮減橋身的使用壽命，嚴(yán)重者甚至?xí)劤删薮笫鹿?，所以此種情況應(yīng)進(jìn)行及時(shí)處理。對(duì)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)?？吹降墓窓z測(cè)人員對(duì)公路開裂的地縫重新灌注瀝青，或者對(duì)其凹陷處鑿開，然后重新鋪上砂石灌入瀝青即是對(duì)公路裂口處的及時(shí)處理現(xiàn)象，而當(dāng)橋梁出現(xiàn)裂口時(shí)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(jìn)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(duì)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(jìn)行灌注，因?yàn)檫@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(hù)加固橋梁的主要手段。
?。ㄋ模?duì)于橋梁承載力不足的維修加固技術(shù)
科學(xué)證實(shí)，一般橋梁在使用20～30年后，即會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。所以承載力不足的問(wèn)題，在橋梁上體現(xiàn)得更為明顯。
對(duì)于橋梁承載力不足的問(wèn)題，對(duì)橋身的維護(hù)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(qiáng)，耐久度高，相對(duì)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(jì)，不僅施工過(guò)方便快捷，節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本，而且不會(huì)對(duì)橋身造成新傷，同時(shí)可根據(jù)要求進(jìn)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(duì)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(shí)在河床上游設(shè)置設(shè)置丁壩，在受到?jīng)_刷的路段或橋臺(tái)處用打木樁的方法加固路段和橋身。（簡(jiǎn)言之，及達(dá)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(yàn)檢測(cè)
?。ㄒ唬蛄红o載試驗(yàn)
靜載試驗(yàn)通過(guò)測(cè)試橋梁結(jié)構(gòu)在試驗(yàn)荷載作用下控制截面的應(yīng)變、位移或裂縫來(lái)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(jì)的最不利受力狀態(tài)，同時(shí)為了確保加載安全和了解結(jié)構(gòu)應(yīng)變和變位隨試驗(yàn)荷載增加的變化關(guān)系，對(duì)橋梁試驗(yàn)加載應(yīng)分級(jí)進(jìn)行。加載設(shè)備常采用可行式車輛，測(cè)點(diǎn)的布置不宜過(guò)多，但要保證質(zhì)量，一般情況下，主要測(cè)點(diǎn)布設(shè)應(yīng)能控制結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)力和最大撓度。
（二）橋梁動(dòng)載試驗(yàn)
動(dòng)載試驗(yàn)通過(guò)測(cè)試橋梁在動(dòng)載作用下的響應(yīng)，分析橋梁的頻率、阻尼和振型等動(dòng)力特性， 根據(jù)動(dòng)力響應(yīng)和動(dòng)力特性進(jìn)行橋梁承載力評(píng)定。橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)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(wú)關(guān)。橋梁在實(shí)際動(dòng)荷載作用下，根據(jù)結(jié)構(gòu)各控制部位的動(dòng)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(dòng)力作用的沖擊系數(shù)等，來(lái)分析結(jié)構(gòu)在動(dòng)荷載作用下的受力狀態(tài)。
結(jié)語(yǔ)
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(shí)直接危及橋梁的運(yùn)營(yíng)安全。日常工作中，公路管養(yǎng)部門應(yīng)加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)有橋梁的檢測(cè)力度，區(qū)別情況，分析損壞原因，通過(guò)合理可行的技術(shù)和施工工藝對(duì)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(jì)效益和社會(huì)效益，而且能在一定程度上消除交通安全隱患。
