橋梁損傷檢測技術與維護加固措施

陳 標(福建省交通科學技術研究所，350001)

橋梁損傷檢測技術與維護加固措施

陳 標
(福建省交通科學技術研究所，350001)

橋梁是重要的交通樞紐，為人們出行和我國經濟發展提供了基礎保障。受到各種因素影響，橋梁容易發生病害，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，在此基礎上詮釋了橋梁損傷的維護加固措施，旨在建設一個安全穩定的運輸環境，為經濟發展和人們出行提供安全保障。

橋梁；損傷；檢測；維護；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，包括設計因素、材料因素、荷載因素、風力因素、人為因素、環境因素等，結果出現各種病害。

1.1 橋梁上部結構病害

橋梁上部結構主要檢查橋面、支座、吊桿和錨頭等部分，橋梁上部出現橫、豎、斜向裂縫主要源于腹板尺寸設計不當、鋼筋規格和數量不合理、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、鋼板周圍環境潮濕等，導致支座受力不均勻，橋梁的荷載力發生變化；吊桿腐蝕的原因主要是吊桿長期暴露在大氣環境中，發生了氧化反應，吊桿表面的保護層被破壞，以及沒有及時維護吊桿，導致吊桿腐蝕嚴重。

1.2 橋梁下部結構病害

橋梁下部結構主要檢查橋墩、外墻等部位，橋墩周圍溫度變化比較大，長期受到沖刷磨損，基礎沉降不均勻，導致混凝土收縮和膨脹，長期如此，墩臺就會出現裂縫、腐蝕、脫落等現象；外墻容易產生裂縫，墻面發生傾斜與沉陷，墻體的擋土能力減弱；漏筋病害的產生是因為在施工的過程中沒有按照規范和標準進行施工，導致鋼筋保護層的厚度不夠，分化、脫落之后，就很容易出現漏筋病害。

2 橋梁損傷的檢測技術

橋梁損傷的檢測技術很多，包括荷載試驗、無損傷檢測技術、低應變反射波法、聲波透射法、射線探傷檢測、超聲波檢測、小波分析損傷識別、神經網絡損傷識別等，傳統檢測依賴于檢測人員的目測以及動靜載試驗，而現代檢測技術用到了相干激光雷達、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場檢測方法，技術人員觀測橋梁損傷情況，然后對橋梁情況作出綜合性評判，以此確定維護措施。直接觀測簡單易行，但是主觀性較強，診斷結果較為粗糙，無法檢測隱蔽部位以及結構復雜的橋梁。

2.2 承載力測試

新建橋梁竣工后，技術人員檢測橋梁的承載力，判斷設計和施工質量否滿足建造要求，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 參數識別

參數識別主要使用靜力法和動力法，對橋梁結構參數進行測定與識別。靜力法主要是識別橋梁的靜態應變和位移測量，具有非常高的識別精度，不過對實驗條件要求較高；動力法應用了振動原理，進行參數識別和損傷檢測，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合使用。

2.4 健康監測

健康監測是指運用通信技術、網絡技術、傳感技術等對橋梁結構進行實時監測，以及時發現橋梁的損傷情況，為橋梁維護和管理提供依據。近年來，國內外學者逐漸重視健康監測技術，并重點運用于大跨度橋梁檢測中。健康監測還可發現環境對橋梁損傷的影響規律，因此優化橋梁設計理論和方法。

3 橋梁損傷的維護加固措施

3.1 橋梁損傷的加固方法

3.1.1 上部結構加固

上部結構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，在混凝土結構受拉表面用樹脂粘貼碳纖維，使橋梁原結構與碳纖維形成新的受力整體。（3）預應力加固法，對橋梁的混凝土受彎構件通過鋼束張拉產生偏心預應力，以緩解受彎部件中的拉力，使橋梁的加固構件與受彎構件連接為一個穩定的整體。預應力加固對原結構外觀有一定影響，而且不宜用于混凝土收縮徐變大的結構。（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，從而增加結構的受力水平。該方法與預埋鋼筋的效果相同。（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 橋梁墩臺與基礎加固

橋梁墩臺與基礎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，用化學粘結劑在鋼筋混凝土構件的薄弱部位直接粘貼鋼板，使鋼鐵與構件形成受力整體，以增大延性和剛度，提高混凝土柱的承載能力。（2）基礎擴大加固法，橋梁基礎出現較大的不均勻沉降時，若墩臺是混凝土或磚石，地基土質足夠堅實，就可采用基礎擴大加固法。（3）增大梁高加固法，鋼筋混凝土梁的跨高比是影響結構的重要因素，為此可增大梁高、減小跨高比，以保證橋梁結構的穩定性。（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，經過攪拌，與漿液混合，最后凝結成固結體，使地基加固。

3.2 橋梁損傷的維護加固措施

橋梁管理部門負責檢測橋梁損傷情況、制定加固方案、養護費用的支出等。首先，進行實地踏勘，收集橋梁設計圖紙、竣工圖紙，向當地部門咨詢施工和養護期間出現的問題，總體把握橋梁的使用性能。其次，對橋梁進行檢測和鑒定，并根據調查和檢測結果，綜合考慮水文、地形、施工技術和水平等因素來制定加固方案，選擇加固維修方法，加固方案應切合實際，技術可行，盡量不影響交通。再次，根據加固方案對車輛進行限載、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，對橋梁加固效果進行總結評價，包括密切觀察路面狀況，查看是否出現新的裂紋、混凝土是否有剝落現象、各個部件是否牢固可靠等；對橋臺沉降和跨中撓度進行檢測，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。

結語

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

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1007-6344（2016）04-0035-01