橋梁安全檢測及加固維修探討

連小琳

摘要： 橋梁是交通系統中的重要組成部分，隨著我國交通事業的發展，橋梁工程的數量越來越多。橋梁工程的建設和使用過程中采用了安全檢測及加固維修的方法，目的是提升橋梁結構的安全水平，規避潛在的安全風險，促使橋梁工程在交通運營中能夠保持著安全性與穩定性。本文主要在橋梁的建設和使用期間，探討結構安全檢測及加固維修的相關內容。

Abstract： Bridge is an important part of transportation system. With the development of transportation in China， there are more and more bridge projects. The construction and use of the bridge project adopts the methods of safety inspection and reinforcement maintenance to enhance the safety level of the bridge structure and avoid potential safety risks so as to ensure the safety and stability of the bridge project in traffic operation. This paper mainly discusses the structural safety inspection and reinforcement maintenance during the construction and use of the bridge.

關鍵詞： 橋梁；安全檢測；加固維修

Key words： bridge；safety inspection；reinforcement maintenance

中圖分類號：U445.7+2 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）10-0203-02

0 引言

現階段我國交通運輸事業快速發展，橋梁工程在承載運營的同時也面臨著一定程度的破壞，如：結構損壞、變形、裂縫等，此類破壞降低了橋梁結構的安全水平。為了提高橋梁的運營水平，提出安全檢測與加固維修的方法，防止橋梁結構發生破壞性的問題。安全檢測及加固維修要以橋梁工程的實際情況為主，積極排除橋梁中的安全隱患，全面維護橋梁的工程結構。

1 橋梁工程運營期間的破壞問題

我國橋梁工程的數量越來越多，橋梁工程受到交通車輛的影響出現了諸多破壞問題，增加了橋梁工程的運營壓力，縮減了橋梁使用的壽命。橋梁工程中的破壞因素除了交通車輛以外，還包括自然風險、結構構件等影響因素，降低了橋梁工程的穩定性。隨著我國交通車輛荷載增加，橋梁工程面臨著很大的運行壓力，進而誘發諸多破壞問題，對橋梁工程造成很大的影響，不利于橋梁工程的安全運行，更重要的是橋梁工程的破壞問題，增加了橋梁運營的風險，無法為道路交通提供安全、合理的通行條件，應該在橋梁工程中實行安全檢測及加固維修，以此來維護橋梁工程的穩固性。

2 橋梁結構安全檢測的技術應用

結合橋梁工程的運營案例，匯總橋梁工程中常見的幾種安全檢測技術，完善橋梁檢測的過程，具體分析如下：

2.1 荷載試驗

橋梁荷載試驗具備特定性，主要是在橋梁實體結構的指定位置安排荷載試驗，向橋梁結構施加標準的設計荷載。橋梁工程中荷載試驗分成了兩個部分，分別是靜態荷載和動態荷載，按照橋梁工程的實況選擇荷載試驗的類型[1]。靜態荷載試驗專門用于評估橋梁的結構性能，如：承載性能、抗裂性能、強度、剛度等，動態荷載試驗用于研究橋梁工程的動力性能，檢測橋梁的極限承載力與動態信息。荷載試驗的荷載加壓過程中，觀察橋體結構的變化，重點觀察變形量以及橋梁中應變力的分布狀態，掌握荷載試驗中橋體的實際情況，在此基礎上綜合評估現行橋梁結構的性能。荷載試驗可以判斷橋梁工程中結構設計是否和數據計算相互匹配，用于檢測橋梁工程的性能與質量，荷載試驗中還可以獲取橋梁的承載數值。

2.2 完整性檢測

樁基在橋梁工程中起到承載的作用，樁基承載著橋梁上部的荷載，同時維護橋梁基礎結構的穩定性[2]。例舉橋梁安全檢測中完整性檢測的幾類方法，如：①聲波投射檢測技術，安全檢測中提前把聲測管埋設到樁基的灌注樁內，促使樁基完整性檢測具備聲波投射的條件，聲波投射時檢測了樁基是否完整，而且聲波投射法中的超聲波分析了灌注樁整體結構內是否存有夾砂、斷層的問題，準確發現樁身的缺陷位置；②低應變反射波檢測技術，此項技術在樁頂結構產生瞬態激振，激振作用下的彈性應力波在灌注樁內連續傳播，灌注樁結構密實無質地破壞時，低應變反射波符合一維波動方程，應力波在灌注樁的缺陷位置會產生反射波，分析反射波的信號識別出樁基缺陷。

2.3 無損傷檢測

無損傷檢測是橋梁安全檢測技術發展的結果，無損傷檢測技術打破了傳統安全檢測的局限，融合了傳感技術與現代通信手段，為橋梁工程提供了無損傷檢測的方法。無損傷檢測技術利用非破壞的條件評估橋梁結構，無損傷檢測中常用的方法有雙波長遠紅外成像、相干激光雷達、光纖傳感檢測技術等，例如：相干激光雷達技術在橋梁安全檢測中，因為激光具有相干性的特征，所以配合雷達技術檢測橋梁下部的穩定性，重點檢測橋梁的結構撓度，激光產生的高亮度光電流，檢測過程中發生變化時，記錄下光電流的變化狀態，按照原本標定好的位移和光電流關系，計算出光電流變化下橋梁下部結構的位移變化量，相干激光雷達在橋梁結構中可以檢測平整度，測定結構彎沉和距離。

2.4 鋼結構檢測

鋼結構是橋梁工程的主體結構，也是安全檢測的主要對象。鋼結構減輕了橋梁結構的自重，實現了大跨度結構[3]。橋梁鋼結構中較為重要的是焊縫的安全檢測，本文主要以橋梁的焊縫為檢測對象，探討鋼結構檢測時射線探傷檢測技術的應用。射線探傷也屬于無損傷檢測技術的類型，專門用在鋼結構焊縫位置，橋梁檢測結構中發射了x射線和γ射線，檢測兩種射線在橋梁鋼結構焊縫位置的強度，通過射線強度的衰減，判斷焊縫位置是否存有缺陷，射線探傷檢測技術比較直觀，在橋梁鋼結構檢測中表現出了安全、簡潔的優勢。

2.5 結構損傷識別

橋梁結構損傷的破壞性大，其會影響到橋梁結構的整體安全，而且改變了橋梁結構的模態參數。結構損傷識別時根據參數的變化找出損傷的位置。例舉結構損傷識別中的2種安全檢測技術，如：①神經網絡損傷識別，橋梁結構的參數輸入到神經物流的無損傷系統內，利用振動測量數據訓練神經網絡，同時采用合適的方法標明網絡中的參數，橋梁結構數據輸入到網絡內會產生相對的輸出，輸入和輸出匹配成本無特征變化，表示無損傷，相反即可判斷橋梁結構損傷；②小波分析損傷識別，常用于分析橋梁安全檢測中的非平穩信號，識別橋梁損傷的特征因子構造，或者直觀地在橋梁中提取損傷數據。

3 橋梁結構加固維修的措施分析

根據上文分析的橋梁安全檢測技術，橋梁工程加固維修時要參考安全檢測技術的結果，重點分析加固維修措施在橋梁中的實踐應用。

3.1 橋梁基礎加固維修

基礎結構的加固維修措施，促使橋梁基礎能夠保持著可靠性，為橋梁整體提供穩固的基礎支撐[4]。首先加固維修人員要勘察橋梁的基礎結構，掌握橋梁運營中基礎工程的質量，還要了解橋梁基礎所在環境的地質、水文等信息；然后設計橋梁基礎加固維修的方案，專門加固維修橋梁基礎中出現的破損；最后加固維修人員在橋梁基礎的工程現場，組織材料、設備以及相關人員進場，嚴格按照加固維修的方案落實工程措施，全面修復橋梁基礎的結構。

3.2 上部結構加固維修

橋梁上部結構的荷載比較大，而且上部結構直接與車輛荷載接觸，容易發生不穩固的情況[5]。橋梁上部結構維修加固的最終目的是恢復結構承重，加固維修時可以采用補強法、粘鋼法、增加粱截面積等方法，按照橋梁上部結構的損壞實況，選擇適當的加固維修方法，避免影響上部結構的穩定性。本文以某橋梁案例為分析對象，探討上部結構加固維修的過程。該案例橋梁為雙向四車道，寬度是28m，2000年底投運，該橋梁上重載車輛非常多，橋梁上部結構的構件發生了明顯的損壞，該橋梁于2016年6月組織安全檢測，根據安全檢測的結果設計了加固維修的方案。該橋梁上部結構有多處裂縫，裂縫寬度基本在0.05～0.15mm范圍內，橋臺豎向裂縫較為顯著，主梁、支點附近的裂縫過多，橋梁損壞區域主要采用了粘貼鋼板加固的方法，同時配合角鋼護角，防止粘鋼加固維修后再次出現損壞問題，案例橋梁中存有腐蝕問題，粘鋼加固后針對有腐蝕的結構，鑿除破損的混凝土選用了卡本水下玻纖套筒灌漿加固的方法，解決了橋梁混凝土局部露筋、破損的問題，提高了橋梁上部結構的穩固性。

3.3 過渡段的加固維修

過渡段是指連接橋梁與道路的位置，過渡段最容易發生變形、沉降的問題，知識車輛交通中發生橋頭跳車的危險。過渡段加固維修措施提高了橋梁通車的安全性，列舉加固維修的幾點措施，如：①檢查臺背結構的質量，臺背加固維修填筑時使用的填料，一定要按照要求進行填筑、壓實，保障臺背結構的密實性；②橋梁過渡段處應該定期檢查排水設施，防止過渡段發生雨水囤積的情況，順利排出過渡段的積水；③過渡段施工時要注意軟土地基的加固，根據橋梁過渡段的軟土分布選用換填法、預壓法等，避免過渡段結構發生沉降問題。

3.4 鋼筋混凝土的加固

橋梁鋼筋混凝土結構的維修加固過程中，先要檢查鋼筋與混凝土的材料治療，確保鋼筋與混凝土達到規范的質量標準，再安排鋼筋混凝土的加固維修技術[6]。維修加固時禁止使用不合格的材料，橋梁鋼筋表面需要涂刷保護層和防銹涂層，避免鋼筋發生銹蝕的問題，如果橋梁鋼筋發生銹蝕就要快速修復，防止加大橋梁鋼筋的銹蝕范圍。橋梁工程混凝土要按照攪拌、澆筑、振搗、養護的工藝流程完成混凝土施工，監督橋梁混凝土結構表面是否有麻面、裂縫的問題，解決此類問題后提高鋼筋混凝土的結構水平，滿足橋梁的運營需求。

3.5 實施裂縫修復技術

橋梁裂縫是最常見的病害，裂縫修復屬于橋梁工程加固維修的關鍵工作。裂縫修復技術要根據橋梁裂縫的實況安排修復工作，加固維修時更換破損嚴重的構件，合理增加橋梁結構的支撐部分，加固橋梁結構后可以預防裂縫。裂縫修復時經常采用預應力法，利用機械設備把螺栓穿入到橋梁結構內，保護好橋梁鋼筋結構，解決鋼筋裂縫中的問題，預應力法加固后還要在橋梁表面涂抹環氧瀝青涂料、聚氨酯瀝青材料等，以此來強化橋梁結構。

4 結束語

橋梁工程經常長時間的使用后會發生破壞問題，當橋梁發生破壞時就要組織安全檢測的工作，確定橋梁工程出現破壞的位置，在此基礎上安排維修加固措施，致力于恢復橋梁工程的安全狀態。橋梁安全檢測與加固維修要保障工程的質量與外觀，不能對橋梁工程造成影響，由此才能體現橋梁安全檢測及加固維修的目的和實踐意義。

參考文獻：

[1]李利強.公路橋梁養護維修加固措施[J/OL].交通世界，2017（30）：32-33.

[2]趙文峰.橋梁檢查與橋梁結構的檢測技術分析[J/OL].建筑知識.

[3]達明.橋梁加固技術的研究與應用[D].長安大學，2016.

[4]劉偉.橋梁維修加固常用技術應用分析[J].交通世界（運輸·車輛），2015（06）：68-69.

[5]趙劍，王玲.關于橋梁結構安全檢測方法的探究[J].中國水運（下半月），2013，13（07）：255-256.

[6]王繼林，姚鵬勛.橋梁工程中安全檢測技術與加固維修方法分析[J].交通標準化，2012（11）：117-120.