預應力混凝土橋梁檢測及加固措施分析

劉源、鄒振江

（撫州市公路事業發展中心南豐分中心，江西 撫州 344500）

0 引言

預應力混凝土橋梁檢測及加固為一項系統性的工作，在橋梁檢測環節要明確檢測技術，以便精準地找出橋梁存在的病害問題，在探明預應力混凝土橋梁結構的病害問題之后，要采取有效的措施對其進行加固、修復，改善病害問題，如此方能提高橋梁結構的穩定性，對交通事業的發展也有重要的促進作用。

1 預應力混凝土結構及加固技術優勢

1.1 預應力混凝土結構優勢

第一，能夠實現對體外索應力的調校與控制，更便于檢查結構的腐蝕性情況，并且能夠根據實際情況合理替換鋼絞線束，進而更好地滿足使用要求。第二，箱梁壁內有預應力管道結構，可使混凝土澆筑更加順暢，不會因孔洞而出現承載性能不合格的情況，同時能適當減小箱梁壁厚，能夠有效減輕自重。第三，預制箱梁應用體外索可以簡化施工流程，加快工程建設速度，并且能夠降低項目成本。第四，簡化預應力筋的結構，可有效預防嚴重的摩擦損失，并且能提高結構的總體性能。

1.2 預應力混凝土加固技術優勢

第一，通過平衡性設置，可以卸除部分恒載，提升結構的穩定性。第二，可確保結構的剛度與強度合格，還能提升承載性能。第三，體外索應力變化相對較小，不會出現疲勞損壞的問題，結構性能恢復效果明顯。第四，控制撓度及裂縫，可以使裂縫實現局部閉合或全部閉合，還能減小撓度。第五，能夠合理控制體外索應力，工作狀態合理。第六，體外力筋的更換作業比較方便。

預應力混凝土加固技術雖具備上述優點，但也存在一定不足，如錨固塊與轉向結構設置難度高；對轉向部位的設計要求較高，若設計缺乏合理性，則會導致預應力損失嚴重；對表面平整度要求較高等。此外，在施工時要注意加強防腐蝕、防火處理，以保證材料性能的有效發揮[1]。

2 案例概況

某橋梁項目投入運營超過十年，項目長度為1.78km，基礎形式主要為柱式墩、鉆孔灌注樁；上部結構為簡支結構，連續性良好。長期投入運營后，隨著通行量不斷增多，車輛荷載日益增大，加上環境的侵蝕作用，導致橋面結構發生了損壞，橋梁整體質量受到影響，裂縫、損壞、橫隔板不合格等情況較為明顯。因此，要對該橋梁結構進行性能檢測，并采取必要的維修加固處理措施，使橋梁恢復通行標準。

3 預應力混凝土橋梁檢測技術

3.1 電磁效應檢測法

電磁效應檢測方法目前可以分為渦流檢測、測漏檢測、磁粉檢測等類型。電磁效應就是在項目檢測環節，借助相應的設備，對混凝土結構的磁場通量變化進行檢測，通過感應磁器內的電流波動變化狀況，快速確定橋梁結構是否存在缺陷或者問題，同時掌握具體的缺陷位置，進而及時對其采取必要的加固和處理措施，以保證橋梁的質量合格。

3.2 超聲波檢測法

超聲波檢測方法主要是通過分析超聲波在橋梁結構內的傳播情況，確定橋梁結構的健康狀況。采用該檢測技術時，需要了解相關設備的各項技術參數，并分析現場情況及超聲波的變化情況，全面掌握橋梁結構的相關信息，以明確具體的養護施工方案。超聲波檢測工作原理見圖1。

在預應力混凝土橋梁檢測環節，應用超聲波檢測方法能夠確定橋梁裂縫深度、持久性等方面的相關信息，進而了解橋梁存在的缺陷問題，采取合理有效的處理措施，使橋梁工程的質量合格。

通過檢測手段對橋梁運行情況展開分析，根據實際情況計算、確定裂縫平均參數值，并計算、確定最大平均參數，以切實落實裂縫修復工作，達到理想的修復效果。

3.3 局部破損檢測技術

該技術是通過預應力筋檢測及應力釋放檢測方法進行局部破損檢測。在預應力筋檢測環節，將功能性符合要求的檢測儀放置在預應力筋上，利用檢測儀了解混凝土部件的應力變化情況，從而結合實際情況確定合適的應對方案。應力釋放檢測方法是利用設備對橋梁部件進行切割與檢測，進而得到釋放的約束力參數，分析影響因素，制定相應的養護措施，防止橋梁出現破損。

3.4 案例檢測結果

對該工程橋梁進行檢測分析，得到橋梁中的T 梁橫向沒有聯系，導致邊梁部位受到較大的作用力，使得橋面存在縱向開裂的問題，這對整個橋梁的安全性產生了不良影響。該橋梁除了存在縱向開裂的問題之外，還存在其他問題，如伸縮縫損壞，橋面鋪裝層損壞，支座老化變形、碳化、露筋、擋板開裂等，極大地影響了橋梁的使用性能，必須進行維修加固處理才能滿足通行要求[2]。

4 預應力混凝土橋梁粘鋼加固措施

用粘鋼法對預應力混凝土橋梁進行加固處理，施工效果較好。該方法主要是通過黏合劑把規定的鋼板粘貼到橋梁表面，使鋼板與混凝土結構有效融合，形成整體的結構，以保證結構的整體承載性能得到提升。

4.1 橋面系橫隔梁鋼板粘貼工程

第一，將原橫隔板、混凝土連接鋼板全面清理干凈，再應用砂輪將原連接表面打磨平整，還要應用丙酮去除鋼筋表面的銹蝕，以免清潔工作不到位影響結構的整體性能。第二，根據粘貼尺寸切割出用于加固的鋼板結構，再用砂輪等設備對鋼板表面進行切割處理，從而提高黏結施工效果。第三，根據設計方案，在規定部位鉆孔，如果鉆孔時受到鋼筋位置的影響，施工人員需要積極與設計人員進行溝通，進而進行合理的改進和調整，還要避開隔梁鋼筋，以免造成性能缺失。第四，做好打底處理。用刮刀在混凝土、鋼板表面均勻涂抹專業的粘鋼膠，確保黏結質量合格。再進行鋼板壓貼處理，并將膨脹螺栓擰緊。第五，應用黏稠度比較高的粘鋼膠填充鋼板、混凝土縫隙，粘貼完成后要及時進行表面除銹處理，還要在表面涂抹兩層防銹漆[3]。

4.2 梁粘貼碳纖維布工程

第一，如果混凝土出現松散或者鋼板銹蝕的問題，先要采取銹蝕處理措施，并在表面涂抹環氧樹脂，以達到防腐蝕的效果，再應用環氧砂漿修復表面凹陷或缺陷問題，而后及時填補不平整位置，確保表面平整度達到相應標準。第二，詳細計算確定表面涂抹底膠的量，制作完成的膠液必須一次性使用完畢，并根據要求進行底膠主劑與固化劑的配制。利用毛刷將配制完成的樹脂均勻涂抹到混凝土表層，確保厚度達到標準，以免影響材料性能。第三，根據設計方案，對碳纖維布進行裁剪處理，且相鄰纖維布的搭接長度需超過100mm。碳纖維布粘貼工作結束后，為了使粘貼面積符合要求，應采用滾筒等工具進行滾壓處理，保證內部沒有任何氣泡，且要確保樹脂均勻地浸透碳纖維布。為保證加固施工質量，可采用多層粘貼的方法，但是必須在材料完全干燥后，才能開展后續的粘貼施工，否則會影響施工質量。第四，表面防護與養護。此外，在現場施工期間，應避免出現污染或雨水浸泡情況，施工完成后需養護超過5 天。

4.3 案例加固情況

在該工程中應用G-30 型高強碳纖維片進行加固處理，技術參數見表1。

表1 高強碳纖維片性能指標

根據工程的實際情況，需要在30mT 梁下粘貼一層碳纖維片，確保粘貼范圍符合要求，有效達到結構加固效果，達到結構穩定性要求。

采取表面封閉措施開展加固施工，這種加固處理方式，可以有效實現對表面裂縫的控制。

第一，在公路橋梁施工中，裂縫尺寸、數量或結構形式出現變化，應用焦油環氧樹脂進行加固處理，封閉施工，能夠有效提高橋梁結構的穩定性、可靠性，使其恢復使用標準。

第二，現場施工中發現，預應力混凝土內存在較多的非結構性裂縫，且分布密集度較高，所以要適當增加樹脂的涂抹面積，還要將全部裂縫覆蓋處理，以達到加固目標。

第三，現場施工中，需要嚴格控制加固作業環節，并應用表面噴砂法對裂縫的鑿毛進行處理，達到規定要求后涂抹水泥漿液。采用水泥漿液是其強度、密實度更符合橋梁加固的需要，其穩定性、可靠性能夠完全滿足加固標準。

第四，采用預應力加固方法施工。由于預應力加固的方法比較多，不同的預應力加固方法適用的范圍不同（如預應力撐桿加固方式，適用于軸心受壓墩柱，能夠提升結構的總體性能），所以要考慮實際情況進行方法選擇與調整，如此才能滿足加固施工標準[4]。在該工程中，采用外加預應力的方法，此方法可以有效提升橋梁的承載性能及剛性性能。

5 預應力混凝土橋梁加固質量控制措施

5.1 嚴格落實技術管理措施

在現場施工期間，需有效落實技術質量管控工作，控制每一項技術措施，嚴格落實工程技術標準，如此才能使橋梁加固工程的質量達到標準。經調查，很多橋梁加固工程的質量不達標是加固技術控制不到位引起的，究其原因，是施工單位未能全面落實技術質量管控工作，對現場施工的管理存在疏漏。對上述情況，相關施工單位必須提起足夠的重視，需組織專業人員對施工現場進行合理的管理和控制，并不定期進行抽檢，確保工程質量達標，只要是存在質量不合格的情況，必須進行責任追究，并處罰相關責任人。通過上述措施，嚴格落實技術管理，做好施工現場管控工作，有助于消除質量缺陷，節約后續養護成本。

5.2 加強設備與材料的管理

在預應力混凝土橋梁加固施工中，一項重要的工作就是加強對設備與材料的管理，落實質量控制措施，消除質量缺陷，提高加固施工效果。施工單位需要完善施工管理制度，提高相關人員的質量管理意識，使其能夠對施工材料、設備的重要性有足夠的了解，并在實際工作中及時對材料、設備等進行檢查，加強保存管理，如此便能為工程質量提供有力保障。在材料采購環節，采購人員需要對建材市場有全面的掌握，需要對比多個廠家的材料，選擇最合適的供應單位，如此才能采購到性價比較高的施工材料。同時，施工材料進入現場后，現場管理人員需要檢查材料的質量證明文件，并科學地進行抽檢，其間若發現材料不合格情況，應及時進行退、換貨處理。

5.3 引進先進的技術與設備

施工技術與設備是影響工程質量的主要因素，所以在橋梁加固施工中，需要引進先進的技術與設備，這樣才能消除不利因素的影響，提高工程質量。施工單位應加大對技術與設備的資金投入力度，并及時對相關技術人員展開培訓，使其掌握先進技術，了解相關設備的操作方法及運維管理措施，進而做好對設備的管控工作。此外，施工單位還要多多組織技術人員學習國外的先進技術，并不斷總結經驗，使其不斷優化自身的技術知識體系，在工作中能夠針對橋梁加固的具體需求，合理進行技術調整，進而呈現出更好的加固施工效果，切實提升橋梁質量[5]。

6 結語

很多橋梁項目在投入運營后，因長期受到車輛荷載、自然侵蝕的影響，不可避免地會出現結構病害、損壞等問題。若不及時對這些問題進行處理，則會導致損壞問題越發嚴重，進而威脅道路通行安全，產生不利的社會影響。因此，相關單位需加強對橋梁的日常檢測和養護，尤其要注意對預應力混凝土橋梁的加固處理。同時要結合實際情況，采取適宜的加固措施，落實對各個環節的技術管理工作，及時修復道路橋梁的性能，提高道路交通水平，推動社會主義現代化建設進程。