橋梁養護檢測加固一體化技術的應用

袁和勇

(安徽交通職業技術學院，安徽 合肥 230000)

1 養護檢測加固一體化技術流程

傳統模式的橋梁養護檢測與加固是分開進行的，其中的例行經常檢查是由橋梁權屬單位自行完成，而定期的詳細檢查則需要公開招標委托記性，更為特殊的部件檢查可能還需要邀請招標委托。而加固設計需根據費用決定采用直接委托或公開招標的方式，設計確認后，加固施工一般均采用公開招標方式。傳統模式工程承擔方延續性差、責任心參差不齊，質量管理繁瑣復雜，對業主方綜合要求高，最低價招標導致質量風險增大，在質量上很難以保障；在工期控制上，由于招投標流程較多，整個工期延長，難以搭接作業，因而流水作用時效性差；從成本上看，招投標、管理成本較多，存在重復勞動導致的成本增加，且方案缺乏長遠規劃，不能合理分配資金等，造成業主方管理壓力大。

養護檢測加固一體化流程則便利很多，對于項目甲方來講，一體化減少了管理鏈條，同時責任邊界明晰，可以有效的保障工程質量。在后期責任方面，可以有效將風險轉移，并節約養護資金；對于乙方來講，一體化流程能組合優勢資源，進而提供優質服務。對于企業內部，能夠激發內部管理，同時實現無縫銜接，并合理安排資金，降低總投資。一體化中的每道程序，都可以看做三步走流程：

一體化的檢測評估：(1)經常檢查：橋梁檢查，隧道檢查，涵洞、邊坡檢查；(2)定期檢查：橋梁定期檢查，隧道定期檢查，特大橋梁定期觀測；(3)特殊檢查：材質狀況檢測，承載能力檢測，應急專項檢測，水下基礎檢測，其他檢測等。

一體化的加固設計：(1)方案設計：包括維修加固比選方案以及方案概算編制；(2)施工圖設計：包括維修加固施工圖及施工圖預算編制；(3)額外技術要求：主要以材料相關要求、質量評定標準、施工工序要求、交通組織要求等文字文件組成。

一體化的施工階段：(1)耐久性恢復：包括裂縫封閉、灌漿，混凝土破損修補，鋼筋除銹修復，橋面系修復等；(2)承載力補強：利用增大截面法，體外(體內)預應力，粘貼鋼板，粘貼纖維板等方式進行補強；(3)部分構件更換：包括支座更換及伸縮縫更換等。

2 工程概況

某繞城高速公路全長25.482 km，有大、中、小橋梁29座，其中立交橋5座，特大橋2座。東連接線支線為東西向，路名“虹橋路”，為雙向六車道城市Ⅰ級主干道。該干道全長6.125 km，總投資29.38億元。其中1#橋梁病害嚴重，本文即基于此座橋梁所發現問題進行探討。

3 橋梁檢測評估及檢測方案

3.1 表觀損傷檢測

對于肉眼可見損傷較大的橋梁，首先需進行技術狀況評估，主要從橋面系、上部結構、下部結構、支座四個層面對全橋進行完整的表觀損傷檢測。

3.2 材質狀況檢測

表觀只是針對表面所顯現的問題進行的檢查，內部更深層次的因素可能是材料的原因，因而需對全橋的材料進行檢測，包括耐久性評估，混凝土強度，碳化深度，鋼筋銹蝕，混凝土內部質量，鋼筋保護層厚度等多個方面。

3.3 承載能力檢測

對于橋梁，其最重要的作用是負擔交通荷載，因而橋梁的整體承載能力檢測更是不可忽視，一般需要對承載能力進行評估，同時需進行靜載試驗以及動載試驗等。

3.4 檢測方案

(1)混凝土強度檢測

主要采用超聲回彈法，對梁及橋墩進行系統檢測

①每一測區應記取16個回彈值，測點宜在測區范圍內均勻分布，相鄰兩側點凈距不宜小于20 mm；

②每一構件測區數不應少于10個；

③構件的重要部位及薄弱部位必須布置測區，并避開預埋件。

(2)混凝土碳化深度檢測

混凝土的碳化是混凝土所受到的一種化學腐蝕。空氣中CO2氣滲透到混凝土內，與其堿性物質起化學反應后生成碳酸鹽和水，使混凝土堿度降低的過程稱為混凝土碳化，又稱作中性化。

對于鋼筋混凝土來說，碳化會使混凝土的堿度降低，同時，增加混凝土孔溶液中氫離子數量，因而會使混凝土對鋼筋的保護作用減弱。

(3)鋼筋位置及保護層厚度檢測

采用電磁法，基本原理為電磁感應，儀器探頭產生一個電磁場，當某條鋼筋位于這個電磁場內時，會引起這個電磁場磁力線的改變，造成局部電磁場強度變化。電磁場強度的變化和金屬物的大小與探頭距離存在一定的對應關系，通過這種關系，可估測混凝土中鋼筋位置及保護層的厚度。檢測時，需根據竣工圖所示鋼筋布置方式進行校核。

(4)混凝土內部缺陷檢測

超聲波是超聲頻率的機械振動在彈性介質中的傳播過程。超聲波探測儀是利用了超聲波在物體中傳播時，如遇到不同介質會在其界面反射的原理制成的。利用此種檢測方法，對橋梁混凝土內部，尤其是橋墩部分進行檢測，探查內部是否具備裂縫傷痕等。

(5)橋梁靜載試驗

一般利用載重車搭配配重及沙袋等進行加載，可利用加載結果繪制加載曲線，進而分析全橋的應變，撓度，裂縫，索力等數值是否處在正常使用狀態。

(6)橋梁動載試驗

采用高靈敏度動力測試系統測定橋址處風荷載、地脈動、水流等隨機荷載激振而引起橋跨結構的微小振動響應，測得結構的自振頻率、振型和阻尼比等動力學特征。采用試驗車以不同速度勻速通過橋跨結構，由于在行駛過程中對橋面產生沖擊作用，從而使橋梁結構產生振動。通過動力測試系統測定橋跨結構主要控制截面測點的動力響應。

4 主要病害分析及加固處理

通過對1#橋進行系統的檢測后，發現其主要存在墩柱偏位的問題。通過對連續三個墩的測量表明，18#墩與19#墩，19#墩與20#墩的間距分別為29.59 m及30.38 m，與設計值30 m有一定偏差，綜合偏位值約為40 cm。進一步分析上部梁體發現，梁體伸縮縫位置未變動，僅墩臺帶動蓋梁移動。通過表觀監測，偏位的19#墩表面肉眼可見裂縫較多，初步分析為由墩柱傾斜導致的彎曲受拉裂縫。通過到橋下橋墩附近調查，發現墩底較多松散碎石，堆填體沒有明顯滑移及坍塌的跡象。

根據以上分析，并經過綜合推演及數值模擬分析，溫度效應下產生的墩頂水平位移極小，對墩臺偏移影響不大。反而是因而支座上部分鋼構件不平整，使梁體受自重影響，無法恢復，逐漸累積成傾斜狀態。而在數值模擬上增加車輛荷載后，位移影響仍然較小，但不排除其日積月累造成的影響。

通過計算，擬采用在支座處增加楔形調平鋼板的方式，整體將較低一側加固，使其下沉停止。而針對墩身已有裂縫，采用外補混凝土的方式進行加固。

5 結 語

通過對養護檢測加固一體化技術的闡述，分析了其與傳統養護加固技術模式的異同，并結合某繞城高速公路1#橋的養護檢測加固一體化技術應用，對詳細的過程進行分解介紹，可得出以下結論：

探索綜合養護承包方式。推進公路養護向社會購買服務的廣度和深度，積極探索各種綜合養護承包方式，通過將養護技術咨詢和設計、養護設計和施工等業務統一發包，將一定規模的路網在一定周期年限內的各類養護作業統一發包，或實施建設、管理、養護一體化等方式，培育和引導養護作業單位整合技術資源，提升技術實力，提高公路養護生產效率，實現公路全壽命周期內養護效益最大化。

對服役橋梁的檢測應做到盡量周全，在周期上啟用日常與定期檢查，在覆蓋程度上應綜合橋梁上部體系及下部體系，同時針對較難操作的試驗，也應創造條件完成，這樣才能有效探索橋梁服役期間各種病害生成的原因，對癥下藥，及時根治病害，保障橋梁工程的安全。