橋梁檢測和加固技術

陳天輝

（廣西交通科學研究院貴州分院，貴州貴陽 550001）

橋梁檢測和加固技術

陳天輝

（廣西交通科學研究院貴州分院，貴州貴陽 550001）

針對橋梁檢測與加固，在簡單敘述橋梁病害、檢測方法與加固原則的基礎上，根據檢測結果，采取“表面損傷處理結合承載力改善”的方法進行加固處理，最后通過分析和總結得出本橋梁加固切實有效的結論。

橋梁檢測；橋梁加固；技術應用

1 橋梁病害

（1）對于橋梁結構的使用狀態而言，橋梁主體結構在受到荷載作用后容易出現開裂，開裂位置集中于受拉區，隨之鋼筋應力會產生很大的變化，導致結構的使用現狀出現一些問題，但橋梁自身的受拉區并沒有破損，結構強度也沒有減小；

（2）對于橋梁結構的受力極限而言，受拉區在受到荷載作用后并未出現開裂的情況，但梁體自身容易出現斷筋，導致結構極限強度減小；

（3）對于混凝土橋梁而言，其在外界條件的影響下，容易產生老化、破損與剝落等問題，需要將其作為重點研究對象。

2 橋梁檢測方法

（1）表觀檢查，對構造尺寸、裂縫與附屬病害實施檢測，要求能準確反映結構現狀；

（2）材料檢測，指的是結構無損或者是微損檢測，對于鋼混結構而言，主要為鋼筋和混凝土檢測，如保護層厚度、外露鋼筋的銹蝕程度等；

（3）通過橋梁結構試驗對橋梁結構進行檢測。橋梁損傷的評價方法為：

（1）使用理論計算的方法進行準確評估；

（2）依據現行規范對橋梁當前存在的缺陷與病害實施綜合評定，同時劃分等級；

（3）在現場開展荷載試驗進行定量評定。

3 橋梁加固原則

（1）使用新型結構取代原有應力不足的結構；

（2）盡可能改善原有結構的受力體系，以此降低結構受力；

（3）增大原有結構截面面積，以達到提升結構剛度與強度的目的；

（4）橋梁加固施工方案需要滿足成本低、工期短、交通影響小、技術合理以及效果顯著等方面的基本要求。

4 橋梁檢測與加固技術的實際應用

4.1 工程概況

某橋梁全長1 800 m，正橋1 200 m，南、北岸的引橋分別為250 m和350 m。基礎至橋面高度為85 m，下層是雙線橋，寬度為20 m，可同時對開兩列火車；上層為公路橋，寬度為24 m，車行道寬度18 m，為雙向四車道，兩側分別布置人行道，寬度為3 m。橋梁主體是三聯連續橋梁，橋墩8個，孔9處，每個孔的跨度在128 m。本橋與上世紀八十年代建成，經多年運行現出現多處破損，亟需進行系統的檢測和加固，從而保證橋梁正常運營，延長其使用壽命。

4.2 橋梁檢測

首先進行實地踏勘，掌握橋梁現狀，搜集橋梁的設計方案、圖紙、管養單位給予的橋梁卡片，同時和當地的有關部門取得聯系，了解橋梁是否存在大修或加固部位，進而從理論層面上全面了解橋梁性能。其次使用回彈儀等機械設備對混凝土結構實施無損檢驗，同時進行軟件建模計算。然后再使用鋼筋混凝土檢測儀檢測混凝土保護層的實際厚度。針對混凝土結構碳化深度的實際檢測，所選方法為：在結構表面均勻涂抹一層酚酞溶液，然后觀察表面的顏色變化，如果顏色變成紅色，則說明結構未被碳化，如果顏色變成無色，則說明結構已被碳化。本橋梁的混凝土結構碳化情況抽查結果如表1所示。

表1 橋梁混凝土結構碳化情況抽查結果

最后，在現場開展荷載試驗，將標準荷載或者是等效荷載分級加載在橋梁的指定位置上，并對結構實際變形與應變實施檢測，評定結構承載力能否符合實際要求。

4.3 橋梁加固技術

本橋梁經綜合對比，決定使用碳纖維布混合材料對橋梁進行加固處理，粘結方式如圖1所示，材料的粘結方向共分為兩種，分別為U型粘結，如圖1b）所示與側面粘結，如圖1c）所示。

圖1 碳纖維布混合材料粘結方式示意圖

（1）加固承載力定量計算

在對鋼混梁實施加固的過程中，需算出梁斜截面的受剪承載力，計算公式如下

式（1）～（3）中，Vb代表梁體剪力的設計值；Vbrc代表未進行加固處理的梁體受剪承載；Vbcf代表碳纖維材料所承受的剪力；εcfv代表達到承載極限時碳纖維材料的應變；εcfu代表碳纖維材料對應的拉應變極限；φ代表碳纖維材料受剪加固的形式系數；λb代表梁截面對應的剪力跨度比值；ncf代表碳纖維材料層數；hcf代表碳纖維材料側面高度；Scf代表碳纖維材料的凈間距；tcf代表單個碳纖維材料厚度；ωcf代表碳纖維材料條帶寬度。

（2）加固工藝

①施工準備，在對施工場地實地勘察以后，保證所有材料與機具進場就位；

②對混凝土表面實施處理，運用打磨機對劣化層進行清除；針對較為松散和脹裂的部位，首先對此部位進行鑿除，然后對鋼筋實施除銹，最后再用環氧樹脂等材料進行防腐；

③對底層樹脂材料進行配制與涂刷，在涂刷過程中，應保證均勻性，并對不平整的部位實施多次涂刷，但涂刷的厚度不宜超出1 mm，待涂刷的表面完全干燥以后，即可開展后續施工；

④樹脂涂刷完成后等待0.5～1.0 h，在對氣泡進行清除以后，使用填料填補高差部位；

⑤上述處理完成后，即可對碳纖維材料進行粘貼。首先，按照設計方案裁剪碳纖維布，盡可能避免搭接，如果必須搭接，則搭接的實際長度要保持在100 mm以內；然后，配置膠液，并將其均勻涂抹至需要進行粘貼的位置，膠層的實際厚度需要符合設計要求；最后，在涂抹膠液的位置粘貼碳纖維布，并使用特制滾輪進行滾壓，擠出氣泡，同時使樹脂材料完全浸透碳纖維材料。

⑥粘貼完成后進行表面防護與養護，在最外層的材料上均勻涂刷一層保護料，在施工完畢之后的養護期間內，不得遭受外力干擾，同時采取必要措施進行防護。

（3）注意事項

碳纖維布具有一定的導電性，所以在加固施工中應盡可能遠離電源和電氣設備，或做好相應的防護；施工中防止材料彎折；碳纖維材料配置樹脂的原材料需要密封保存，遠離不良因素的影響；樹脂配置與使用場地應做好通風；現場工作人員需采取有效的勞動保護措施。

4.4 加固效果

（1）對橋臺沉降與跨中的撓度實施檢測，使用相關測量機具，布設檢測點，并與建模計算值進行對比，驗證其是否達到要求，從而判斷加固方案是否有效。

（2）密切關注路面的實際狀況，尤其是在大型車輛通過以后，觀察橋面是否產生裂紋，并對加固構架的牢固性進行查看。

5 總 結

（1）通過橋梁檢測得知，橋梁的外表面存在破損與裂縫的情況，保護層的厚度由于受到外界環境侵蝕緩慢剝落等原因而變小，鋼筋的端部存在銹蝕，由抽查結果數值可知，混凝土結構碳化深度大多在1～2 mm范圍內；

（2）本橋梁采取“表面損傷處理結合承載力改善”的方法進行加固處理，加固的主要材料為碳纖維布；

（3）橋梁經加固以后，應采取相應措施對加固的效果實施檢查，保證橋梁完成加固后可安全使用，進而實現加固的根本目的。

［1］ 張智勇，張紅.橋梁檢測和加固技術應用研究［J］.交通標準化，2011，10（7）：125-127.

［2］ 胡惠莉.混凝土橋梁檢測與加固技術的應用［J］.科技傳播，2011，5（7）：143-144.

［3］ 李良.橋梁檢測與加固技術［J］.西部交通科技，2013，11（5）：8-13.

U445.7+2

C

1008-3383（2017）01-0071-02

2016-09-12

陳天輝（1988-），男，貴州安順鎮寧人，助理工程師，研究方向：橋梁檢測與加固。