淺談橋梁檢測(cè)與加固技術(shù)

淺談橋梁檢測(cè)與加固技術(shù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，公路作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大動(dòng)脈，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展發(fā)揮著重要的作用，公路橋梁的修建讓天塹變通途，城市和鄉(xiāng)村之間的聯(lián)系日益緊密。但是隨著年代的推移，很多橋梁工程都面臨著老化的問題，采取措施進(jìn)行橋梁安全性能的檢測(cè)和加固，對(duì)保證橋梁安全，延長(zhǎng)橋梁使用年限是十分必要的。一、橋梁檢測(cè)技術(shù)橋梁使用期間在各種因素的影響下，容易出現(xiàn)多種缺陷，為了保證橋梁的安全性，需要對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行定期的安全檢查。橋梁檢測(cè)常見的方法主要有無(wú)損檢測(cè)、半破損檢測(cè)和綜合使用、荷載試驗(yàn)等。無(wú)損和半破損檢測(cè)主要針對(duì)混凝土梁安全性能，而荷載試驗(yàn)主要進(jìn)行結(jié)構(gòu)特性和承載能力的綜合評(píng)價(jià)，有靜力荷載試驗(yàn)、動(dòng)力荷載試驗(yàn)兩類。橋梁的常規(guī)檢測(cè)主要有施工設(shè)計(jì)、施工工藝、裂縫、混凝土質(zhì)量問題以及鋼筋銹蝕情況等相關(guān)參數(shù)的檢測(cè)。混凝土無(wú)損檢驗(yàn)是橋梁檢驗(yàn)中最關(guān)鍵的部分，應(yīng)用的技術(shù)措施也最多，有表面硬度、超聲脈沖、射線方法和綜合方法等。在表面硬度方面，有壓痕法和回彈法兩種，壓痕法應(yīng)用已經(jīng)逐漸減少，回彈法則是打擊混凝土表面測(cè)定反彈硬度，應(yīng)用比較廣泛，但是準(zhǔn)確度不十分理想。超聲脈沖檢測(cè)主要有沖擊波法、表面波法等幾類，能夠準(zhǔn)確測(cè)定混凝土強(qiáng)度以及內(nèi)部缺陷，超聲波沖擊波檢測(cè)方法使用較廣。射線法主要有x、r、γ射線法，用于內(nèi)部缺陷探傷和鋼筋探測(cè)。綜合方法有超聲法-回彈法、超聲法-聲波衰減率、振動(dòng)彈性系數(shù)-對(duì)數(shù)衰減率法等幾種組合，通過不同方法的相互配合，明顯提高了測(cè)試精度，但是這種方法尚處在研究階段。二、橋梁加固技術(shù)對(duì)既有橋梁進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)，能夠最大限度利用現(xiàn)有資源，延長(zhǎng)橋梁服役年限。橋梁加固的基本思路有加大截面、外粘鋼、碳纖維加固等方法。進(jìn)行既有橋梁的補(bǔ)強(qiáng)加固需要遵循橋梁加固和改造的共通性，在加固實(shí)踐中不斷總結(jié)可行方法。（一）補(bǔ)強(qiáng)層加固在梁頂上鋪設(shè)鋼筋混凝土土層，首先鑿掉舊橋面，之后設(shè)置鋼筋混凝土層，和原主梁形成整體，增加主梁有效高度，提高抗壓截面強(qiáng)度，優(yōu)化橋梁荷載橫向分布，提高橋梁整體承載強(qiáng)度。（二）外包混凝土加固法通過外包混凝土提高承載截面，外包混凝土增加了結(jié)構(gòu)截面和配筋，全面提高了結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度，提高了穩(wěn)定性，減少了裂縫寬度，條件允許的情況下，適用于梁橋、拱橋、鋼架橋以及墩臺(tái)基礎(chǔ)等結(jié)構(gòu)。但是應(yīng)該注意到的是，外包混凝土?xí)黾訕蛄赫w重量，所以在設(shè)計(jì)外包混凝土質(zhì)量時(shí)應(yīng)該充分考慮外包構(gòu)件下部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的承載力要求。使用外包混凝土方式進(jìn)行橋梁加固需要滿足一些規(guī)范要求，新澆混凝土厚度至少要在40mm左右，而使用噴射混凝土厚度要超過50mm，使用混凝土補(bǔ)強(qiáng)受壓新澆混凝土厚度至少150mm。采取型鋼和鋼板進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，則需要將其連接在橋梁原結(jié)構(gòu)鋼筋上，也可使用錨栓連接，實(shí)現(xiàn)載荷的有效傳遞。（三）鋼板粘貼法交通壓力越來越大，如果橋梁主梁承載力不足，或者縱向筋上銹蝕比較嚴(yán)重，使用粘接劑或者錨栓將鋼板固定在既有橋梁結(jié)構(gòu)薄弱位置，將其與結(jié)構(gòu)連接為整體，也能夠達(dá)到加固的效果。鋼板粘接法不會(huì)破壞原有結(jié)構(gòu)外形，并且施工工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，工期較短，粘接劑的質(zhì)量是影響加固效果的主要因素。（四）噴錨混凝土加固首先使用植筋法在待補(bǔ)強(qiáng)位置制度錨筋，之后掛設(shè)補(bǔ)強(qiáng)鋼筋網(wǎng)，之后噴射厚度一定的混凝土，噴錨混凝土使用噴射機(jī)械將混凝土噴射到受噴面上，硬化后形成鋼筋混凝土。近些年出現(xiàn)的鋼纖維混凝土在噴錨加固中的應(yīng)用明顯提高了混凝土的抗拉強(qiáng)度等一系列力學(xué)性能，鋼纖維的加固還明顯提高了混凝土韌性，提高了混凝土吸收變形的能力。三、橋梁檢測(cè)與加固技術(shù)的應(yīng)用以某橋梁的檢測(cè)與加固工程實(shí)際為例研究橋梁檢測(cè)與加固技術(shù)的應(yīng)用。該橋梁為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)T梁橋，下部為漿砌塊石重力橋臺(tái)，柱墩樁基礎(chǔ)，橋面鋪裝水泥混凝土，設(shè)置鋼筋混凝土防護(hù)欄。橋梁年久老化，多處位置出現(xiàn)裂縫破損和鋼筋外露。（一）檢測(cè)1.外觀檢測(cè)（1）橋面、附屬結(jié)構(gòu)人行道欄桿砼破損，混凝土完全碳化，鋼筋銹蝕嚴(yán)重，達(dá)不到安全使用功能。（2）橋面鋪裝主要病害有坑槽、網(wǎng)裂、砼剝落、麻面、橋頭跳車等問題，可能和長(zhǎng)期使用磨損有關(guān)。2.裂縫普查（1）分布情況使用常規(guī)方法就可完成，通過卷尺、讀數(shù)放大鏡讀取裂縫位置、長(zhǎng)度和寬度，按照分布和裂縫方向繪制裂縫展開圖。（2）深度情況使用超聲波測(cè)試方法進(jìn)行裂縫深度檢測(cè)。首先選擇無(wú)裂縫區(qū)域按照100mm、150mm、200mm測(cè)點(diǎn)測(cè)定超聲波在無(wú)裂縫混凝土中的時(shí)程，之后獲得傳輸距離和時(shí)間回歸方程，時(shí)候放置超聲波發(fā)生器和接收器在裂縫兩側(cè)，對(duì)稱布置，測(cè)量超聲波聲時(shí)值，根據(jù)回歸方程計(jì)算裂縫深度：（3-1）式中：h-裂縫深度（mm）；L-無(wú)缺陷混凝土中超聲波傳播距離（mm）；-超聲波繞過裂縫傳播時(shí)程（μs）。3.強(qiáng)度檢測(cè)選擇回彈法測(cè)定混凝土抗壓強(qiáng)度。按照技術(shù)規(guī)程選擇合適的測(cè)區(qū)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，修正測(cè)區(qū)平均回彈值角度、澆筑面，之后根據(jù)碳化深度獲得采取混凝土強(qiáng)度換算值，計(jì)算當(dāng)前齡期下的混凝土推定值。（二）檢測(cè)結(jié)論經(jīng)過檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)該橋梁主要病害為橋面板的開裂，橋梁跨內(nèi)側(cè)底部邊緣混凝土不平整，板底混凝土嚴(yán)重破壞，主筋外露。連續(xù)梁段存在裂縫，最大深度達(dá)到160mm，橋臺(tái)頂面也存在開裂，裂縫寬度為0.65mm，橋面破損率在22%左右。（三）加固1.加固方案選擇橋所在線路交通量很大，整體更換橋面工程量很大，影響交通，橋下水位很高，現(xiàn)澆砼和噴射砼施工比較困難，橋面也無(wú)需全部更換，于是決定采用局部修復(fù)的加固方案，橫梁做包鋼處理，使用微膨脹材料填隙，加固效果和經(jīng)濟(jì)效益均比較理想。2.加固施工（1）施工準(zhǔn)備需要電鉆、氧割、點(diǎn)焊、攪拌等設(shè)備，配合小錘、計(jì)量器和卷尺等工具。粘接膠使用建筑結(jié)構(gòu)類粘接膠。（2）施工流程首先清理拱肋以及橫梁，之后使用環(huán)氧砂漿修復(fù)缺陷，并進(jìn)行混凝土鋼板表面的清理和打磨。處理結(jié)束之后，使用建筑結(jié)構(gòu)粘膠將鋼板粘接在橫系梁上，并使用粘接內(nèi)漲螺栓或者射釘進(jìn)行加固，最后做好鋼板的防腐處理。采用壓力灌膠的方式進(jìn)行粘接，固定之后在常溫下進(jìn)行養(yǎng)護(hù)和固化，保持環(huán)境溫度在20℃以上，三天后和投入使用。（3）防碳化清理橋梁混凝土結(jié)構(gòu)表面松散物，露出基層之后使用環(huán)氧砂漿修補(bǔ)，打磨平整之后吹去浮塵，噴射混凝土，并將無(wú)機(jī)封閉膠噴射在表面，保護(hù)混凝土表面。經(jīng)過加固后的質(zhì)量檢驗(yàn)，認(rèn)為加固后承載性能和安全性能都滿足要求，加固效果比較理想。結(jié)束語(yǔ)：橋梁的性能檢測(cè)和加固技術(shù)是國(guó)內(nèi)外的研究重點(diǎn)，通過有效的檢測(cè)和評(píng)估技術(shù)能夠準(zhǔn)確的描述橋梁的健康情況，采用有效的加固技術(shù)能夠恢復(fù)橋梁的使用功能，延長(zhǎng)使用年限，是