橋梁損傷檢測技術(shù)與維護(hù)加固措施

陳 標(biāo)(福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所，350001)

橋梁損傷檢測技術(shù)與維護(hù)加固措施

陳 標(biāo)
(福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所，350001)

橋梁是重要的交通樞紐，為人們出行和我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了基礎(chǔ)保障。受到各種因素影響，橋梁容易發(fā)生病害，給車輛安全通行帶來很大的隱患。為此，本文分析了橋梁損傷的致因，介紹了橋梁損傷的檢測技術(shù)，在此基礎(chǔ)上詮釋了橋梁損傷的維護(hù)加固措施，旨在建設(shè)一個安全穩(wěn)定的運輸環(huán)境，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們出行提供安全保障。

橋梁；損傷；檢測；維護(hù)；加固

1 橋梁損傷的致因分析

橋梁投入使用之后，就一直受到各種因素影響，包括設(shè)計因素、材料因素、荷載因素、風(fēng)力因素、人為因素、環(huán)境因素等，結(jié)果出現(xiàn)各種病害。

1.1 橋梁上部結(jié)構(gòu)病害

橋梁上部結(jié)構(gòu)主要檢查橋面、支座、吊桿和錨頭等部分，橋梁上部出現(xiàn)橫、豎、斜向裂縫主要源于腹板尺寸設(shè)計不當(dāng)、鋼筋規(guī)格和數(shù)量不合理、混凝土配合比不合要求、車輛超載等；橋梁支座病害源于底板制作工藝不精細(xì)、鋼板周圍環(huán)境潮濕等，導(dǎo)致支座受力不均勻，橋梁的荷載力發(fā)生變化；吊桿腐蝕的原因主要是吊桿長期暴露在大氣環(huán)境中，發(fā)生了氧化反應(yīng)，吊桿表面的保護(hù)層被破壞，以及沒有及時維護(hù)吊桿，導(dǎo)致吊桿腐蝕嚴(yán)重。

1.2 橋梁下部結(jié)構(gòu)病害

橋梁下部結(jié)構(gòu)主要檢查橋墩、外墻等部位，橋墩周圍溫度變化比較大，長期受到?jīng)_刷磨損，基礎(chǔ)沉降不均勻，導(dǎo)致混凝土收縮和膨脹，長期如此，墩臺就會出現(xiàn)裂縫、腐蝕、脫落等現(xiàn)象；外墻容易產(chǎn)生裂縫，墻面發(fā)生傾斜與沉陷，墻體的擋土能力減弱；漏筋病害的產(chǎn)生是因為在施工的過程中沒有按照規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，導(dǎo)致鋼筋保護(hù)層的厚度不夠，分化、脫落之后，就很容易出現(xiàn)漏筋病害。

2 橋梁損傷的檢測技術(shù)

橋梁損傷的檢測技術(shù)很多，包括荷載試驗、無損傷檢測技術(shù)、低應(yīng)變反射波法、聲波透射法、射線探傷檢測、超聲波檢測、小波分析損傷識別、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)損傷識別等，傳統(tǒng)檢測依賴于檢測人員的目測以及動靜載試驗，而現(xiàn)代檢測技術(shù)用到了相干激光雷達(dá)、激光斑紋和全息干涉儀等。

2.1 直接觀測

直接觀測是橋梁管理部門最常用的現(xiàn)場檢測方法，技術(shù)人員觀測橋梁損傷情況，然后對橋梁情況作出綜合性評判，以此確定維護(hù)措施。直接觀測簡單易行，但是主觀性較強，診斷結(jié)果較為粗糙，無法檢測隱蔽部位以及結(jié)構(gòu)復(fù)雜的橋梁。

2.2 承載力測試

新建橋梁竣工后，技術(shù)人員檢測橋梁的承載力，判斷設(shè)計和施工質(zhì)量否滿足建造要求，橋梁是否可以投入使用。舊橋承載力測試是檢測橋梁的承載是否安全，不過無法細(xì)致判斷損傷情況。承載力測試只是一種初步測量，難以檢測出橋梁損傷的程度和原因。

2.3 參數(shù)識別

參數(shù)識別主要使用靜力法和動力法，對橋梁結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行測定與識別。靜力法主要是識別橋梁的靜態(tài)應(yīng)變和位移測量，具有非常高的識別精度，不過對實驗條件要求較高；動力法應(yīng)用了振動原理，進(jìn)行參數(shù)識別和損傷檢測，該方法存在噪聲和誤差的干擾，所以靜力法和動力法最好結(jié)合使用。

2.4 健康監(jiān)測

健康監(jiān)測是指運用通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感技術(shù)等對橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行實時監(jiān)測，以及時發(fā)現(xiàn)橋梁的損傷情況，為橋梁維護(hù)和管理提供依據(jù)。近年來，國內(nèi)外學(xué)者逐漸重視健康監(jiān)測技術(shù)，并重點運用于大跨度橋梁檢測中。健康監(jiān)測還可發(fā)現(xiàn)環(huán)境對橋梁損傷的影響規(guī)律，因此優(yōu)化橋梁設(shè)計理論和方法。

3 橋梁損傷的維護(hù)加固措施

3.1 橋梁損傷的加固方法

3.1.1 上部結(jié)構(gòu)加固

上部結(jié)構(gòu)可以采用多種方法加固：（1）灌封膠灌注加固法，在橋面上裂縫比較大的部位灌注灌封膠，把斷裂的鋼筋重新粘合起來，提高橋梁的承載力。（2）碳纖維加固法，在混凝土結(jié)構(gòu)受拉表面用樹脂粘貼碳纖維，使橋梁原結(jié)構(gòu)與碳纖維形成新的受力整體。（3）預(yù)應(yīng)力加固法，對橋梁的混凝土受彎構(gòu)件通過鋼束張拉產(chǎn)生偏心預(yù)應(yīng)力，以緩解受彎部件中的拉力，使橋梁的加固構(gòu)件與受彎構(gòu)件連接為一個穩(wěn)定的整體。預(yù)應(yīng)力加固對原結(jié)構(gòu)外觀有一定影響，而且不宜用于混凝土收縮徐變大的結(jié)構(gòu)。（4）植筋加固法，在指定位置鉆孔，清孔之后注入植筋膠，然后插入鋼筋，讓混凝土與鋼筋保持固定，從而增加結(jié)構(gòu)的受力水平。該方法與預(yù)埋鋼筋的效果相同。（5）橋面補強層加固法，把原橋面鋪裝全部鑿除或鑿毛，之后加鋪鋼筋混凝土層補強，以增大抗壓截面，增加主梁有效高度，有效提高橋梁承載力。

3.1.2 橋梁墩臺與基礎(chǔ)加固

橋梁墩臺與基礎(chǔ)也可以采用多種方法加固：（1）包鋼加固法，也稱外部粘鋼加固法，用化學(xué)粘結(jié)劑在鋼筋混凝土構(gòu)件的薄弱部位直接粘貼鋼板，使鋼鐵與構(gòu)件形成受力整體，以增大延性和剛度，提高混凝土柱的承載能力。（2）基礎(chǔ)擴大加固法，橋梁基礎(chǔ)出現(xiàn)較大的不均勻沉降時，若墩臺是混凝土或磚石，地基土質(zhì)足夠堅實，就可采用基礎(chǔ)擴大加固法。（3）增大梁高加固法，鋼筋混凝土梁的跨高比是影響結(jié)構(gòu)的重要因素，為此可增大梁高、減小跨高比，以保證橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。（4）高壓旋噴注漿加固法，用鉆機把注漿管鉆入土層中，然后把漿液以高壓從注漿管噴嘴里射出去，把土層絞碎成分散的顆粒狀，經(jīng)過攪拌，與漿液混合，最后凝結(jié)成固結(jié)體，使地基加固。

3.2 橋梁損傷的維護(hù)加固措施

橋梁管理部門負(fù)責(zé)檢測橋梁損傷情況、制定加固方案、養(yǎng)護(hù)費用的支出等。首先，進(jìn)行實地踏勘，收集橋梁設(shè)計圖紙、竣工圖紙，向當(dāng)?shù)夭块T咨詢施工和養(yǎng)護(hù)期間出現(xiàn)的問題，總體把握橋梁的使用性能。其次，對橋梁進(jìn)行檢測和鑒定，并根據(jù)調(diào)查和檢測結(jié)果，綜合考慮水文、地形、施工技術(shù)和水平等因素來制定加固方案，選擇加固維修方法，加固方案應(yīng)切合實際，技術(shù)可行，盡量不影響交通。再次，根據(jù)加固方案對車輛進(jìn)行限載、限速或者減少車道，合理選擇施工隊伍及工程材料，實施加固方案。最后，對橋梁加固效果進(jìn)行總結(jié)評價，包括密切觀察路面狀況，查看是否出現(xiàn)新的裂紋、混凝土是否有剝落現(xiàn)象、各個部件是否牢固可靠等；對橋臺沉降和跨中撓度進(jìn)行檢測，分析加固后橋梁的變形情況，判斷橋梁的承載能力是否有所提高。

結(jié)語

橋梁病害的產(chǎn)生是經(jīng)過長時間的積累所致，影響因素也非常多，而且往往同時出現(xiàn)多種損傷。橋梁病害會對橋梁質(zhì)量造成惡劣影響，并嚴(yán)重威脅到人們的生命財產(chǎn)安全，因此，要隨時掌握橋梁的狀況，及時檢測和維護(hù)加固，盡量在不影響車輛通行的情況下，將病害扼殺在搖籃之中，以提高橋梁的質(zhì)量及其使用壽命。

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1007-6344（2016）04-0035-01