橋梁的檢測與維修加固探討

何著

（廣西交投科技有限公司，廣西 南寧 530022）

0 引言

隨著橋梁數量越來越多，由于一些橋梁年久失修，不僅無法滿足交通的需要，而且會給駕駛帶來很大的安全隱患。因此，針對當前橋梁現狀，必須對其進行必要的加固和改建，以避免發生安全事故。各級政府和有關公路單位要加強橋梁的養護和加固工作，并加大投資。在一定程度上提高了各級政府對橋梁的養護和加固工作的積極性，激發了廣大群眾的積極性，使橋梁得到有效的修復和加固。

1 公路橋梁檢測與維修加固的重要性

橋梁改造項目，既要注重技術，又要注重建設管理，要對建設單位的經濟實力進行分析。在實際的加固和改建中，要從經濟和技術兩個層面來分析和結構狀況評價；加強設計要與施工計劃緊密結合，確保新的結構與原有的結構相銜接；要保證工程的可行性，提高舊橋的使用壽命，必須加強對橋梁的管理。

2 工程概況

廣西某橋梁采用鋼管混凝土-預應力混凝土槽梁拱組合結構橋位平面位于s 型反曲線上，跨度為（50.12+99.483+50.78）m，橋面水平面總寬度達到19.95m。其中橋跨組合為7×29.5m。每個跨度包含6 個腹板拱，上部結構主拱環為雙鉸式敞肩拱橋式。其下部結構為懸臂蓋梁、下部結構為雙柱墩、石橋墩，預埋輕質橋臺。

3 檢測內容與方法

3.1 檢測內容

3.1.1 主梁檢查

檢測吊桿鋼護筒與拱肋、系梁連接處的外觀情況，檢查護筒是否松動、脫落、銹蝕、滲水，周圍混凝土是否開裂。防護層老化開裂嚴重的吊桿，結合開錨檢查情況，發現高強鋼絲存在明顯銹蝕的，必要時打開防護層，檢查高強鋼絲銹蝕及斷裂情況。支座墊石是否有裂縫。支座墊石是否平整完好，有無積水，支座與墊石是否密貼接觸，有無局部脫空現象。

3.1.2 無損檢測

鋼管混凝土拱橋無損檢查為鋼構件防腐涂層檢測，混凝土強度檢查，鋼筋保護層厚度檢測，鋼筋銹蝕檢測。索力直接反映了結構的受力狀況，根據《城市橋梁養護技術標準》（CJJ 99—2017）規定，對混凝土拱橋拱肋吊桿索力進行檢測。

3.1.3 拱肋鋼管混凝土密實度檢測

采用人工敲擊法對拱肋鋼管內混凝土的密實度進行檢測，左右兩側拱肋采用抽檢方法檢測，拱橋靜載試驗包括應力測試，撓度測試和梁端轉角測試[1]。

3.2 檢測方法

3.2.1 橋梁外觀普查方法

橋梁外觀普查以目測觀察為主，本次外觀檢查，主要利用登高車、搭設臨時支架、人字梯等設備接近構件進行檢查。

3.2.2 鋼結構涂層厚度檢測

鋼結構抽檢數量：同類構件不應少于3 件，混凝土強度檢測采用回彈法檢測，同時檢測構件混凝土的碳化深度。左側拱肋外露面涂裝厚度最大值為310μm，最小值為285μm，15 個測點平均值為298.0μm，大于設計值。

實測右側拱肋外露面涂裝厚度最大值為312μm，最小值為289μm，15 個測點平均值為304.0μm，大于設計值。

3.2.3 回彈法檢測混凝土強度

用鋼釬在測試部位形成直徑1.5cm 的孔洞，露出混凝土新茬，并吹凈碎屑及混凝土粉末。將酚酞指示劑噴到測孔壁上[2]。

3.2.4 橋梁恒載線形測量

橋面線形測量，分別在橋梁左、中側、右側護欄處設高程觀測點，本次橋面縱向線形檢測每5m 布置一個測點進行高程測量，采用天寶電子水準儀按要求進行閉合水準測量。

拱軸線形測量，按吊桿位置布置縱向測點，測點布置在拱肋上弦管處，吊桿的正上方，單側拱肋共布置13個測點。測量位置按黃浦路側拱肋上弦管和混凝土拱座交接處為起點0m，采用徠卡全站儀進行測量。鋼管內混凝土密實度檢測，采用人工敲擊法對鋼管拱橋拱肋鋼管內混凝土的密實度進行檢測。

3.2.5 靜載試驗內容

根據主橋結構特點，靜載試驗測試如下內容。

（1）拱頂截面最大應力（應變）和撓度。

（2）拱腳截面最大應力。

3.2.6 拱肋及橫撐外觀檢測

拱肋和橫撐主要病害為鋼結構局部銹蝕、檢修管道焊接脫落、銹蝕嚴重。右側拱肋上拱頂處施工注漿孔未做處理，銹蝕，且有混凝土殘留，左側拱肋上輕微銹蝕，檢修道銹蝕嚴重，且拱頂處檢修道焊接脫落，嚴重影響安全。

3.2.7 吊桿索力測試

采用頻譜法準確測試索力的關鍵之一是確定吊桿的計算索長，方法是根據施工期吊桿張拉時千斤頂標定的索力推算成橋后的計算索長。本橋缺少施工期的相關資料，本次檢測計算索長取自由段長度（理論索長減去拱肋和系梁內吊桿長度），因為短索剛度大，索力測試誤差相對較大，索力檢測結果僅供參考。本次檢測采用1 階固有頻率。根據黃浦路鋼管拱橋吊索索力檢測數據，實測值與設計值最大偏差為6.98%，考慮測試儀器精度、現場測試環境，吊桿長度等影響，認定吊桿索力總體保持穩定。

3.2.8 控制截面和測點布置

根據招標文件要求，需要根據普查確定荷載試驗橋跨，應力測試斷面及測點布置選取是根據該橋結構特點和受力特性，根據活載產生的狀況。主梁布置4 個應力測試截面，分別為中跨跨中（截面1）、中跨1/4（截面2）、截面3 中跨支點（截面3）、邊跨跨中（截面4），應力測試截面布置，主梁截面測點布置為底面布置9 個應變片，腹板布置4 個應變片。拱肋布置3 個應力測試截面，分別位于拱腳、拱肋1/4、拱肋拱頂處；拱肋截面測點布置為在每個鋼管四面各布置1 個應變片。拱肋變形測點布置在拱腳及拱肋四分點，共布置10 個測點。橋面撓度測點布置在主跨四分點和邊跨四分點處，共布置18 個測點。梁端轉角測點布置在一側梁端橋面上，共布置1 個測點。梁端縱向位移測點布置在一側梁端處，共布置1 個測點。

3.2.9 橋梁恒載線形檢查結論

橋面線形基本平順，由于沒有本橋橋面線形的歷史資料，本次線形測量結果可作為下次檢測的初始值。由于實測值與設計值最大偏差為6.98%，考慮測試儀器精度、現場測試環境，吊桿長度等影響，認定吊桿索力總體保持穩定。通過人工敲擊法檢查黃浦路鋼管拱橋拱肋鋼管內混凝土的密實度，未發現明顯空鼓、脫空現象。

偏載作用下，實測主梁最大應力為0.89MPa，鋼管拱肋最大應力為-4.74MPa，實測應力均小于理論計算值；實測橋面撓度最大值為5.01mm，偏載系數為1.06。實測拱肋撓度最大值為0.68mm，偏載系數為1.07，在通常值范圍內。實測試驗跨吊桿索力最大增量為127.3kN，計算索力增量為135.6kN，實測值小于計算值，滿足設計要求。根據《城市軌道交通橋梁設計規范》（GB/T 51234—2017）中6.0.4 無砟軌道橋梁梁體單端轉角弧度不應大于3‰，實測梁端轉角為0.19×10-3rad，小于規范值。

4 公路橋梁在維修加固期間面臨的問題

4.1 缺乏必要的勘察

對橋梁來說因年久失修，已不能滿足目前的交通發展需求，必須進行必要的修繕和加固。然而，由于橋梁的歷史較長，在調查中存在較大的困難。也就是說，現在的橋梁，根本找不到相關的建筑資料，尤其是技術措施，幾乎沒有，這就給調查帶來了更大的難度。

4.2 定期檢測不足

橋梁的修復和加固非常重要，但對其后期的管理和維護也不容忽視。目前，我國許多橋梁在的應用壽命較短，主要是由于其定期檢查力度不足。尤其是一些限制性的道路橋梁，如果不加以管理和保養，缺乏常規的監測，也是導致橋梁發生的重要原因。

4.3 維修加固技術不科學

目前，由于橋梁改建技術的不合理，導致了道路養護和加固工程的進度受到了限制，從而影響了工程的實施。同時，由于國內的道路建設技術還不夠成熟，這也是造成我國道路建設水平落后于世界先進水平的主要原因。要探索出更先進的技術，必須對新技術進行分析，同時要對新的材料進行新的研究。只有這樣，才能促進橋梁養護和加固技術的更新和發展，使橋梁得到有效的修復和加固[3]。

5 橋梁維修加固的措施

5.1 重視前期質量控制內容

橋梁進行加固和改建，并非單純的治理方式，而是一個復雜的過程。在這一復雜的程序中，首先要做好充分的準備。首先，必須對項目的具體情況進行經濟分析，通過現場調查，可以獲得最精確、最真實的資料，從而為今后的工作提供決策依據。其次，項目建設單位對項目進行了充分的關注。分項目是整個項目中的一部分，也是項目的一部分。在工程建設前，對工地進行實地勘察，做好各項工作。

5.2 注重施工時的質量管理工作

質量管理制度的健全與否以工程質量為目的，了解項目的特點和施工的需要，只有把這些工作做好，方能全面掌握施工進度。從而形成了一套完善的質量監控系統。

5.3 強化竣工驗收時的質量管理

驗收的單位不止一家，由兩家機構承擔了橋梁加固改建項目的驗收工作：建設單位和正式驗收機構。首先，由建筑公司自行驗收，由技術人員對照國內或當地標準，并進行細致的檢驗。檢查的內容通常包括施工是否遵循有關的施工計劃、組織與圖紙和設計。一旦發現問題，立刻向上級匯報，并制定相應的對策。在通過并執行了方案之后，重新進行驗收，確保最終的驗收合格[4]。其次，設計單位、施工單位和施工單位共同驗收。在此期間，應向驗收組提供詳盡、真實的信息。搜集這些信息，可以方便其他部門快速地進行質量檢驗和驗收。所需的資料主要有新材料的種類、新施工方法、新的驗收技術等。

6 基礎加固施工方案

6.1 基礎及橋墩結構混凝土鑿毛以及附著物的清理

對于沉井與橋墩構造表面問題實施相應處理，對于腐蝕、剝落、蜂窩以及疏松等混凝土實施鑿除處理。潛水員需要下水使用氣鎬裝置對于樁表面的混凝土實施鑿毛處理，用鋼刷、鋼釬等有效工具對樁體表面松散層清理，打毛樁身表面，將所有附著物清洗干凈。

6.2 植筋

檢測原樁基鋼筋位置，避開鋼筋進行鉆孔、植筋。混凝土表面清洗干凈后，用風鉆打孔，孔洞位置、深度按設計要求進行施工作業，采取水下植筋膠進行16mm剪切鋼筋的植入，植筋依據梅花形狀進行分布。植筋前進行高壓空氣洗孔，將雜質清除。植筋膠采用水下植筋膠，用針槍從內注入。注入量基本達到孔洞口，植入鋼筋后清除溢出的植筋膠，此時不能搖動鋼筋，等待植筋膠固化。

6.3 鋼筋的制作安裝及水下焊接

所有植筋膠固化后實施鋼筋安裝處理。依據設計間距以及預定部位制作鋼筋籠。而且加固措施是采取濕法焊接方式。本焊接措施為焊接工作人員于水下進行施焊工作，使得電弧穩定。

6.4 灌注水下混凝土

混凝土是采取定制的商品混凝土，應用導管以及泵車輸運到預設灌注管，在施工進程當中需要重視模板是不是出現漏漿以及偏位問題，若出現應當及時進行封堵以及糾偏處理。在灌注之前通常先對于不分散的砂漿以及砂漿清管進行泵送，混凝土泵送的時候需要將泵送的壓力控制好，混凝土泵送施工應連續進行，施工過程中不得不停頓時，續澆時間應控制在30min內。當混凝土灌注到鋼模板口時應停頓1～15min 后再泵注混凝土，把先灌注浮漿給以清除，進而確保樁身的混凝土質量問題[5]。

6.5 維修及養護建議

建議如下：①拱肋檢修道銹蝕嚴重，且拱頂處檢修道護欄焊接脫落，嚴重影響安全，建議及時更換。②吊桿上錨頭防水罩部分嚴重銹蝕，下錨頭全部防水罩存在較嚴重銹蝕，建議及時補刷防銹涂層，對銹蝕嚴重的可考慮更換。③對拱肋局部部位進行除銹、防銹處理。④主梁底有多處滲水，應結合橋面防水層維修進行；橋墩E25#墩頭道街方向滲水較嚴重，應結合伸縮縫維修進行。⑤定期進行橋面線形、拱軸線及吊桿索力監測[5]。

7 結語

總之，就目前國內的橋梁現狀而言，必須結合橋梁的實際使用狀況，對橋梁加固前、維修期間、維修后期的問題進行正確的分析，無論是對橋梁的檢測、維修、加固，都要結合具體的施工條件，制定科學實用的施工方案，并進行全方位的分析和研究。只有如此，才能更好地理解橋梁所面對的問題，并為其提供科學、可行、實用的施工方案。為保證橋梁的養護和加固工作質量，必須采取科學的技術措施，才能更有效地達到養護和加固的目的。