橋梁維修加固后質量評價方法研究

許 鑫

（武漢二航路橋特種工程有限責任公司， 湖北 武漢 430071）

1 常用的維修加固方法

以某橋梁維修為例，經過對具體維修加固情況研究，概括出下面幾種比較常用的方法技術。

（1）運用環氧樹脂砂漿進行修補。以0.15mm的裂縫為界，小于這個寬度的使用表面修補的方法，大于這個寬度的使用壓力灌漿的方法。

（2）加固使用粘貼鋼板。在結構的受力區域或者比較脆弱的地方，在結構上利用粘貼性材料粘上鋼板，以替換本身損壞的地方，使得能夠構成一個完整的結構，而且可以和原來的混凝土結構一起承擔壓力，讓結構的強度和剛度能夠增加，改善原本的受力的情況，防止原有裂縫的繼續擴張，讓橋梁的使用時間延長，承載能力變好，能夠適應一些環境因素導致的問題。

（3）加固使用粘貼碳纖維。使用粘貼碳纖維是因為這種材料具有很強的抗拉伸性，利用這種材質垂直于損壞處的將纖維材料粘貼在結構損壞的地方，避免裂縫的繼續變大和延伸，讓結構使用時間變長，耐磨性變強，承受能力也能更好。

（4）對體外預應力加強。在額外增加的結構中，進行預應力的增加，讓承受拉力的地方壓力能預加，和自身產生的一些應力相抵消，從而橋梁的承受能力能夠變強。

2 評價維修加固后的質量

2.1 模糊綜合評價法

這種評價方法主要是根據數學中的隸屬度原理，把定型因素轉變為定量因素，特別適合用在一些對指標影響因素不能確定的情況之中。在此基礎上，對各個維修的方法構建與之對應的評價的標準進行評估，具體如圖1。

圖1 常用的四種維護方法的評價指標

2.2 AHP法建立權重集

依據不同的評價標準對各自的方法產生的影響大小的不同，進行相互的比較，具體內容如下：

閉合裂縫方法的評價指標的權重向量

使用粘貼鋼板方法的評價指標的權重向量

使用粘貼碳纖維方法的評價指標的權重向量

使用體外預應力的評價指標的權重向量

2.3 明確評價向量

2.3.1 確定定性指標評價向量

經過劃分不一樣的等級的方式，了解定性指標對于各個評價的隸屬度，然后獲得評價向量。定性指標主要指外預應力方法中的管道情況、防腐蝕材料、鋼絲線束、轉向設置、錨固狀態；使用粘貼鋼板方法中的鋼板脫殼、表面狀態、錨固狀態；粘貼纖維材料的失效狀態、材料損壞、表面狀態、錨固狀態。

各個定型指標有五個等級，依據每個指標和等級相符合的程度，獲得0～1之間的隸屬度。

2.3.2 確定定量指標評價向量

定量指標的評價向量是通過構建隸屬函數確定的。在使用粘貼鋼板方法中防腐材料無效指標的函數圖如圖2所示，鋼板腐蝕的指標的隸屬函數圖如圖3所示。

圖2 防腐材料無效指標的函數圖

圖3 鋼板腐蝕的指標的隸屬函數圖

2.4 使用貼近度法確定等級

假設 Di=（0，...，0,1,0，...，0）是一個子集合，而且這個集合比別的集合可以更好的表現具體的實際情況，就是當對指標的評估結果是Di時，這個結果和具體的實際情況是最符合的時候。

假設Bi是評價等級 v上的模糊子集，那么這兩者之間的貼近程度可以用N（ Bi,Di）進 行 表 示

如果貼近度運算的結果符合下面的公式，那么評價指標的等級是V所表示的等級。

3 實例應用

3.1 工程背景

某大橋是左右雙幅，上部結構左幅使用的是8～30米，右幅使用9～30米，先簡支后連續預應力鋼筋混凝土箱梁。承受的荷載等級為汽-超20，掛車-120。左右幅橋面的寬度都是13.25+2*0.6米。橋梁下部結構為樁柱式墩臺結構，基礎使用鉆孔灌注樁，樁柱的直徑為1.2m及1.5m兩種。

3.2 在維修之前進行維修檢查

依據檢查得到的結果，橋梁存在的主要問題就是上部結構承受的部件的各種縫隙。具體如下：

（1）箱體底板：一共20條橫向裂縫，總計長度是5.3m，其中9條超過限度，總計長度是4m。一共80條縱向的縫隙，長度總的是53.324m，其中有54條超過限度，總的長度是43.55m，最大的寬度是1.80毫米。

（2）箱體腹板：一共48條豎向縫隙，總計長度是60.43m，最大的寬度是0.6毫米，有一些是縱向全長的。一共有33條縱向縫隙，總的長度是37.28m，其中有6條超過限度，總的長度是22.22m，最大寬度是0.28毫米。

（3）橋面底板：有很多的縱向縫隙。

（4）箱體橫隔板：一共88條豎向縫隙，總計長度是92.920m，其中76條超過限度，總長度是83.029m，最大寬度是 0.46毫米，有兩條橫向的縫隙，總長度是460毫米，沒有超過限度的。

3.3 維修加固方法

（1）修補裂縫。橋梁的上部結構承受重力的地方存在很多的裂縫，有的還超過限度，需要對這些進行維修，對于寬度小于一定標準的縫隙使用表面涂抹材料的方法對于寬度超過一定標準的進行灌漿的方法修補。

（2）使用粘貼鋼板。由于橋梁底面有很多縱向的縫隙，在垂直的方向粘貼鋼板可以避免縫隙的擴大，增加強度避免拉伸。

（3）使用粘貼纖維。橋梁箱梁底板梁端處存在滲鹽現象，同時砼表面有龜裂的現象發生，還有的出現滲水的情況，需要對其先進行碳化處理，把碳化及松散的混凝土去除，然后使用平膠進行細致修補，然后運用粘貼的纖維進行后續處理。

3.4 在維修之后進行檢查

（1）材料涂刷的比較均勻平整，有部分粘合的不是很緊密，還有一些新的縫隙，但是沒有超出限度。

（2）涂刷的防腐蝕的材料表面有些起皮的跡象，還有點腐蝕現象，其他粘貼部位比較好沒有明顯不妥的痕跡，有個別的螺栓有些松動。

（3）使用的纖維材料涂刷的情況比較好，有的有鼓起的現象，在邊緣的部分有微小的裂縫，其他情況比較好。

3.5 評估維修加固后的質量

例如使用粘貼鋼板的方法，對加固后進行檢查，評價鋼板涂料無效的向量是（0,0.8,0.2,0,0），評價受到腐蝕的向量是（0，1,0,0,0），評價脫殼狀態的向量是（1,0,0,0,0），評價錨固狀態的向量是（0,0.6,0.4,0，0）。所以向量的集合為：

很清楚的可以看出，N1最大，所以可以確定加固粘貼鋼板的質量為Ⅰ類，加固后的質量比較好，可以避免裂縫的擴大，增加結構承受壓力的程度。

并且可以確定加固使用粘貼纖維質量為Ⅰ類，加固后的質量是比較好的。進行封閉裂縫修補的質量為Ⅱ類，最后的修補顯示出的效果比較好，但是部分位置有出現新的縫隙，可能是不是因為粘貼不是很好或者材料出現一定，但這都說明有的工作沒有很好完成，在檢查監督環節還存在問題，工作不能做到位，需要加強處理的力度。

4 結論

（1）根據對橋梁加固維修的方法，提出了一系列的加固維修的方法，并且以此構建了相關的評價質量的體系。

（2）針對維修后出現的問題構建對應指標評價，使用層次分析法對權重進行運算，確定各個指標的等級和相關函數，對之后的質量進行評價。

（3）根據具體的工程展開分析，對維修后的質量進行正確的評價，并且展開檢查，了解評價是否有效，對之后的工作的順利展開提供理論支持和實踐指導。

（4）以某橋梁維修為例，展開研究，能夠為別的地區展開相關工作提供一些意見，為之后的質量評價提供一個良好的基礎。