關(guān)于橋梁檢測及其加固技術(shù)

摘要：隨著我國交通運(yùn)輸事業(yè)的迅猛發(fā)展，橋梁作為交通樞紐，發(fā)揮著越來越重要的作用，但因其所承受的壓力過大，在使用過程中也會不斷出現(xiàn)損傷。本文主要從橋梁的檢測入手，重點(diǎn)闡述了橋梁檢測的相關(guān)方法及一系列加固技術(shù)，希望給行業(yè)相關(guān)人士一定的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：橋梁；檢測；維修；加固

1.引言

隨著我國交通運(yùn)輸量的日益增加，重載車輛的增多，特別是拖掛運(yùn)輸、集裝箱運(yùn)輸以及載重貨物運(yùn)輸?shù)纫幌盗兄匦蛙囕v的增加，對我國大部分公路橋梁造成了較大損害。因此，對橋梁進(jìn)行檢測和加固，科學(xué)延長橋梁的使用壽命，滿足交通運(yùn)輸發(fā)展的需要，已成為橋梁設(shè)計人員與參建人員共同關(guān)注的問題。

2.橋梁檢測技術(shù)分析

橋梁檢測主要目的在于找到橋梁中因使用或施工原因造成的一些影響質(zhì)量安全的漏洞，從而為加固提供現(xiàn)實依據(jù)。檢測工作結(jié)束后需要對橋梁展開綜合評估，包含對現(xiàn)有質(zhì)量危險因素的評估、對施工階段各項目實施有效性評估、對現(xiàn)場荷載試驗結(jié)果的評估這三個方面。只有在評估結(jié)果出現(xiàn)之后才能夠進(jìn)行后續(xù)加固方案的制定。

2.1橋梁檢測技術(shù)

第一，紅外熱像檢測技術(shù)。具體來說，紅外熱像檢測技術(shù)主要是根據(jù)物體的紅外輻射、表面溫度、材料特性三者之間的內(nèi)在聯(lián)系，憑借紅外熱像儀將源于目標(biāo)的紅外輻射有效轉(zhuǎn)變成可見熱圖像的過程，運(yùn)用熱圖像特征分析可以較為直觀的掌握物體表面的溫度分布，從而達(dá)到科學(xué)判斷混凝土橋梁表面狀態(tài)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的目的。紅外檢測系統(tǒng)主要包括紅外熱像儀、紅外探測器、圖像采集和處理系統(tǒng)、顯示記錄分析系統(tǒng)等，如圖1所示。

圖" 紅外熱像測試裝置

第二，成熟度檢測法。當(dāng)前，該法已被列入ASTM標(biāo)準(zhǔn)中，主要是來評估和檢測新澆筑的橋梁構(gòu)件在不同成熟度時的混凝土強(qiáng)度，進(jìn)而確定以后的施工步驟。因混凝土開始水化作用時，其溫度會隨著水化熱的產(chǎn)生而逐漸增高，所以成熟度檢測法的工作原理便是利用混凝土的溫度變化來對其本身強(qiáng)度進(jìn)行評估。

第三，透地雷達(dá)。透地雷達(dá)運(yùn)用的主要探測媒介是微波頻段的電磁波，常用頻率控制在90-1000MHz。通過測量和研究電磁波的反射系數(shù)、傳播時間、折射率等，合理推算出被測物體的性質(zhì)和形狀。運(yùn)用探地雷達(dá)對橋梁進(jìn)行檢測時，主要包含以下四方面內(nèi)容：一是梁體翼板的鋼筋分布及保護(hù)層相關(guān)厚度的檢測；二是梁體腹板的鋼筋骨架分布情況及保護(hù)層相關(guān)厚度的檢測；三是針對預(yù)應(yīng)力鋼束的相關(guān)分布情況及位置檢測；四是針對預(yù)應(yīng)力管道灌漿的密實度檢測。

第四，聲發(fā)射監(jiān)測。聲發(fā)射監(jiān)測是由一套獨(dú)特的源振蕩和數(shù)字記憶微電路組成的系統(tǒng)，對檢測橋梁上指定區(qū)域的裂紋十分有效。整個系統(tǒng)由源振蕩電路、放大器、數(shù)字記憶及相關(guān)記憶程序控制等設(shè)備組成，在運(yùn)行過程中，其是由內(nèi)部可充電電池來提供電源，二個分開的聲發(fā)射參數(shù)被儲存在數(shù)字記憶器內(nèi)，而數(shù)字記憶器則會從在線記錄器上將數(shù)據(jù)移植并帶到數(shù)據(jù)分析中心，有效解讀出來，同時經(jīng)過紫外光的擦抹，數(shù)字記錄器還可重復(fù)利用。

第五，水中攝影。現(xiàn)實中，很多橋墩都是設(shè)置在水中，而普通的非破壞性檢測儀器無法在水中完成檢測工作。因此水中攝影則是一種可行性較強(qiáng)的破壞性檢測方式。在實際檢測過程中，建議找專業(yè)的潛水人員進(jìn)行水中攝影工作。

2.2橋梁綜合評估

運(yùn)用荷載試驗對橋梁進(jìn)行病害檢測之后，仍舊無法確定橋梁的加固方案，這是因為還需對橋梁進(jìn)行綜合評估。通常情況下，針對舊橋的綜合評估有以下三種方法：一是依據(jù)橋梁安全的有關(guān)規(guī)范要求對橋梁存在的問題進(jìn)行綜合評估；二是了解橋梁從施工到使用期間的所有檔案材料，通過理論計算的方式進(jìn)行綜合評估；三是通過現(xiàn)場荷載試驗對橋梁進(jìn)行綜合評估。

依據(jù)橋梁的評估普查結(jié)果，進(jìn)一步了解橋梁設(shè)計時的承載力情況和實際受力狀況，以便確定橋梁檢測的具體內(nèi)容和荷載試驗方案，并最終確定具體的橋梁加固方案及技術(shù)使用。

3.橋梁加固技術(shù)

3.1需進(jìn)行橋梁加固的情況

對橋梁進(jìn)行加固處理，既可以有效延長使用壽命，還可以以少量資金投入，確保交通的正常進(jìn)行，緩和橋梁的集中投資。同時橋梁加固對于預(yù)防坍塌，防止人身傷亡和財產(chǎn)損失具有重要作用。

一般橋梁在以下三種情況下，就不能再滿足正常交通的使用了。第一，橋梁年久失修，結(jié)構(gòu)破舊老化，破損程度已經(jīng)影響到橋梁的正常運(yùn)行。第二，橋梁外表完好，問題發(fā)生在橋梁設(shè)計之初，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)過低，經(jīng)過多年交通的飛速發(fā)展，橋梁的荷載標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)不能滿足目前的使用需要了。第三，橋梁設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)也完好，但因特殊原因，使橋梁不能正常的使用，需要進(jìn)行臨時性的橋梁加固。

3.2橋梁加固常用的方法

第一，橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法。在橋梁的頂層加鋪一層鋼筋混凝土層，通常情況下，先要對舊橋面進(jìn)行鑿除工作，從而使其與原有主梁形成一個統(tǒng)一的整體，達(dá)到增大主梁高度和抗壓截面強(qiáng)度的目的，有效改善了橋梁荷載橫向得分布能力，提高了橋梁的承載力。

第二，外包混凝土加固法。運(yùn)用外包混凝土對橋梁進(jìn)行加固時，具體需要符合以下規(guī)定：一是新澆筑混凝土厚度需超過40mm，使用噴射混凝土進(jìn)行施工時應(yīng)超過50mm，而運(yùn)用混凝土補(bǔ)強(qiáng)受壓的新澆筑混凝土的厚度則需超過150mm，且原表面還需要鑿成凹凸深度超過6mm的粗糙面；二是應(yīng)用堅硬耐用的碎石或者卵石配制混凝土，最大的粒徑不能超過20mm；三是結(jié)合面連結(jié)的鋼筋面積不應(yīng)超過結(jié)合面面積的0.2%，否則的話應(yīng)植筋則需要加強(qiáng)；四是當(dāng)運(yùn)用鋼筋進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)時，縱向受力的鋼筋直徑不應(yīng)低于16mm，封閉式箍筋的直徑不應(yīng)低于10mm，而U形箍筋直徑則需與原箍筋直徑一致；五是當(dāng)運(yùn)用型鋼和鋼板進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)時，應(yīng)將有效連結(jié)原結(jié)構(gòu)鋼筋，或運(yùn)用錨栓與原結(jié)構(gòu)連結(jié)，確保力的有效傳遞和參與原結(jié)構(gòu)共同受力；六是加固受力鋼筋與原構(gòu)件受力鋼筋間的凈距不能超過20mm，且需運(yùn)用短筋焊接方式進(jìn)行連接，箍筋則需要運(yùn)用封閉或U形箍筋。

第三，噴錨混凝土加固法。首先，運(yùn)用植筋法將錨筋合理植入到待補(bǔ)強(qiáng)部位的結(jié)構(gòu)內(nèi)，同時掛設(shè)補(bǔ)強(qiáng)鋼筋網(wǎng)，然后再噴射規(guī)定厚度的混凝土，使之形成與原結(jié)構(gòu)一起受力的組合結(jié)構(gòu)。具體說來，噴錨混凝土主要是借助噴射機(jī)械，使用壓縮空氣把新混凝土混合料，經(jīng)由噴嘴高速噴射到已錨固好的鋼筋受噴面上，待凝結(jié)硬化后形成一種鋼筋混凝土。在進(jìn)行混凝土高速噴射時，水泥漿與集料進(jìn)行反復(fù)連續(xù)撞擊則會使混凝土得到很好的密實，因而不需振搗。

第四，改變結(jié)構(gòu)受力體系加固法。常用方法有：一是在簡支梁下合理增設(shè)橋墩或者支架；二是將簡支梁之間進(jìn)行有效連接，也就是說將簡支梁結(jié)構(gòu)變成連續(xù)梁結(jié)構(gòu)；三是在梁下合理增設(shè)疊合梁或鋼桁架；四是在拱橋上合理增設(shè)鋼梁等。體外預(yù)應(yīng)力加固法常用在包括簡支梁、連續(xù)體系梁橋、懸臂梁等梁式橋，在正常使用極限狀態(tài)超限時，通過對舊橋施加體外預(yù)應(yīng)力，可以有效達(dá)到減少或消除裂縫，改善結(jié)構(gòu)各截面應(yīng)力狀態(tài)的效果。

第五，減輕拱上自重加固法。減輕拱上自重是一種有效調(diào)整拱上恒載分布的方式，盡管其目的均是為了恢復(fù)和提高原橋的承載力，但它們的適用場合以及出發(fā)點(diǎn)卻是不同的。具體來說，減輕拱上自重的方法有以下三種：一是科學(xué)降低橋面標(biāo)高，減少或者取消拱上填料，或使用較為輕質(zhì)的拱上填料；二是挖空腹拱的重力式橫墻，或改建成鋼筋混凝土立柱；三是運(yùn)用預(yù)制鋼筋混凝土T梁、微彎板以及空心板等輕型橋面替代笨重的腹拱體系。

4.結(jié)語

總而言之，橋梁檢測的有效程度直接影響到后續(xù)加固工序?qū)嵤┑挠行?，因此對橋梁的加固首先?yīng)保障檢測結(jié)果準(zhǔn)確性，并將結(jié)果按維修保養(yǎng)差異性分類。加固方案的制定不僅需要保障橋梁日后使用安全性，還需要考慮到經(jīng)濟(jì)成本，在有效加固條件下盡可能減少不必要經(jīng)濟(jì)支出?？傊?，相關(guān)研究人員還需加大投入力度，根據(jù)橋梁實際狀況制定出科學(xué)合理的加固方案，提升檢測與加固的有效性。

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