橋梁安全檢測(cè)及加固維修探討

連小琳

摘要： 橋梁是交通系統(tǒng)中的重要組成部分，隨著我國(guó)交通事業(yè)的發(fā)展，橋梁工程的數(shù)量越來(lái)越多。橋梁工程的建設(shè)和使用過(guò)程中采用了安全檢測(cè)及加固維修的方法，目的是提升橋梁結(jié)構(gòu)的安全水平，規(guī)避潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)，促使橋梁工程在交通運(yùn)營(yíng)中能夠保持著安全性與穩(wěn)定性。本文主要在橋梁的建設(shè)和使用期間，探討結(jié)構(gòu)安全檢測(cè)及加固維修的相關(guān)內(nèi)容。

Abstract： Bridge is an important part of transportation system. With the development of transportation in China， there are more and more bridge projects. The construction and use of the bridge project adopts the methods of safety inspection and reinforcement maintenance to enhance the safety level of the bridge structure and avoid potential safety risks so as to ensure the safety and stability of the bridge project in traffic operation. This paper mainly discusses the structural safety inspection and reinforcement maintenance during the construction and use of the bridge.

關(guān)鍵詞： 橋梁；安全檢測(cè)；加固維修

Key words： bridge；safety inspection；reinforcement maintenance

中圖分類號(hào)：U445.7+2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）10-0203-02

0 引言

現(xiàn)階段我國(guó)交通運(yùn)輸事業(yè)快速發(fā)展，橋梁工程在承載運(yùn)營(yíng)的同時(shí)也面臨著一定程度的破壞，如：結(jié)構(gòu)損壞、變形、裂縫等，此類破壞降低了橋梁結(jié)構(gòu)的安全水平。為了提高橋梁的運(yùn)營(yíng)水平，提出安全檢測(cè)與加固維修的方法，防止橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞性的問(wèn)題。安全檢測(cè)及加固維修要以橋梁工程的實(shí)際情況為主，積極排除橋梁中的安全隱患，全面維護(hù)橋梁的工程結(jié)構(gòu)。

1 橋梁工程運(yùn)營(yíng)期間的破壞問(wèn)題

我國(guó)橋梁工程的數(shù)量越來(lái)越多，橋梁工程受到交通車輛的影響出現(xiàn)了諸多破壞問(wèn)題，增加了橋梁工程的運(yùn)營(yíng)壓力，縮減了橋梁使用的壽命。橋梁工程中的破壞因素除了交通車輛以外，還包括自然風(fēng)險(xiǎn)、結(jié)構(gòu)構(gòu)件等影響因素，降低了橋梁工程的穩(wěn)定性。隨著我國(guó)交通車輛荷載增加，橋梁工程面臨著很大的運(yùn)行壓力，進(jìn)而誘發(fā)諸多破壞問(wèn)題，對(duì)橋梁工程造成很大的影響，不利于橋梁工程的安全運(yùn)行，更重要的是橋梁工程的破壞問(wèn)題，增加了橋梁運(yùn)營(yíng)的風(fēng)險(xiǎn)，無(wú)法為道路交通提供安全、合理的通行條件，應(yīng)該在橋梁工程中實(shí)行安全檢測(cè)及加固維修，以此來(lái)維護(hù)橋梁工程的穩(wěn)固性。

2 橋梁結(jié)構(gòu)安全檢測(cè)的技術(shù)應(yīng)用

結(jié)合橋梁工程的運(yùn)營(yíng)案例，匯總橋梁工程中常見(jiàn)的幾種安全檢測(cè)技術(shù)，完善橋梁檢測(cè)的過(guò)程，具體分析如下：

2.1 荷載試驗(yàn)

橋梁荷載試驗(yàn)具備特定性，主要是在橋梁實(shí)體結(jié)構(gòu)的指定位置安排荷載試驗(yàn)，向橋梁結(jié)構(gòu)施加標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)荷載。橋梁工程中荷載試驗(yàn)分成了兩個(gè)部分，分別是靜態(tài)荷載和動(dòng)態(tài)荷載，按照橋梁工程的實(shí)況選擇荷載試驗(yàn)的類型[1]。靜態(tài)荷載試驗(yàn)專門用于評(píng)估橋梁的結(jié)構(gòu)性能，如：承載性能、抗裂性能、強(qiáng)度、剛度等，動(dòng)態(tài)荷載試驗(yàn)用于研究橋梁工程的動(dòng)力性能，檢測(cè)橋梁的極限承載力與動(dòng)態(tài)信息。荷載試驗(yàn)的荷載加壓過(guò)程中，觀察橋體結(jié)構(gòu)的變化，重點(diǎn)觀察變形量以及橋梁中應(yīng)變力的分布狀態(tài)，掌握荷載試驗(yàn)中橋體的實(shí)際情況，在此基礎(chǔ)上綜合評(píng)估現(xiàn)行橋梁結(jié)構(gòu)的性能。荷載試驗(yàn)可以判斷橋梁工程中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否和數(shù)據(jù)計(jì)算相互匹配，用于檢測(cè)橋梁工程的性能與質(zhì)量，荷載試驗(yàn)中還可以獲取橋梁的承載數(shù)值。

2.2 完整性檢測(cè)

樁基在橋梁工程中起到承載的作用，樁基承載著橋梁上部的荷載，同時(shí)維護(hù)橋梁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[2]。例舉橋梁安全檢測(cè)中完整性檢測(cè)的幾類方法，如：①聲波投射檢測(cè)技術(shù)，安全檢測(cè)中提前把聲測(cè)管埋設(shè)到樁基的灌注樁內(nèi)，促使樁基完整性檢測(cè)具備聲波投射的條件，聲波投射時(shí)檢測(cè)了樁基是否完整，而且聲波投射法中的超聲波分析了灌注樁整體結(jié)構(gòu)內(nèi)是否存有夾砂、斷層的問(wèn)題，準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)樁身的缺陷位置；②低應(yīng)變反射波檢測(cè)技術(shù)，此項(xiàng)技術(shù)在樁頂結(jié)構(gòu)產(chǎn)生瞬態(tài)激振，激振作用下的彈性應(yīng)力波在灌注樁內(nèi)連續(xù)傳播，灌注樁結(jié)構(gòu)密實(shí)無(wú)質(zhì)地破壞時(shí)，低應(yīng)變反射波符合一維波動(dòng)方程，應(yīng)力波在灌注樁的缺陷位置會(huì)產(chǎn)生反射波，分析反射波的信號(hào)識(shí)別出樁基缺陷。

2.3 無(wú)損傷檢測(cè)

無(wú)損傷檢測(cè)是橋梁安全檢測(cè)技術(shù)發(fā)展的結(jié)果，無(wú)損傷檢測(cè)技術(shù)打破了傳統(tǒng)安全檢測(cè)的局限，融合了傳感技術(shù)與現(xiàn)代通信手段，為橋梁工程提供了無(wú)損傷檢測(cè)的方法。無(wú)損傷檢測(cè)技術(shù)利用非破壞的條件評(píng)估橋梁結(jié)構(gòu)，無(wú)損傷檢測(cè)中常用的方法有雙波長(zhǎng)遠(yuǎn)紅外成像、相干激光雷達(dá)、光纖傳感檢測(cè)技術(shù)等，例如：相干激光雷達(dá)技術(shù)在橋梁安全檢測(cè)中，因?yàn)榧す饩哂邢喔尚缘奶卣鳎耘浜侠走_(dá)技術(shù)檢測(cè)橋梁下部的穩(wěn)定性，重點(diǎn)檢測(cè)橋梁的結(jié)構(gòu)撓度，激光產(chǎn)生的高亮度光電流，檢測(cè)過(guò)程中發(fā)生變化時(shí)，記錄下光電流的變化狀態(tài)，按照原本標(biāo)定好的位移和光電流關(guān)系，計(jì)算出光電流變化下橋梁下部結(jié)構(gòu)的位移變化量，相干激光雷達(dá)在橋梁結(jié)構(gòu)中可以檢測(cè)平整度，測(cè)定結(jié)構(gòu)彎沉和距離。

2.4 鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)

鋼結(jié)構(gòu)是橋梁工程的主體結(jié)構(gòu)，也是安全檢測(cè)的主要對(duì)象。鋼結(jié)構(gòu)減輕了橋梁結(jié)構(gòu)的自重，實(shí)現(xiàn)了大跨度結(jié)構(gòu)[3]。橋梁鋼結(jié)構(gòu)中較為重要的是焊縫的安全檢測(cè)，本文主要以橋梁的焊縫為檢測(cè)對(duì)象，探討鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)時(shí)射線探傷檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用。射線探傷也屬于無(wú)損傷檢測(cè)技術(shù)的類型，專門用在鋼結(jié)構(gòu)焊縫位置，橋梁檢測(cè)結(jié)構(gòu)中發(fā)射了x射線和γ射線，檢測(cè)兩種射線在橋梁鋼結(jié)構(gòu)焊縫位置的強(qiáng)度，通過(guò)射線強(qiáng)度的衰減，判斷焊縫位置是否存有缺陷，射線探傷檢測(cè)技術(shù)比較直觀，在橋梁鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)中表現(xiàn)出了安全、簡(jiǎn)潔的優(yōu)勢(shì)。

2.5 結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別

橋梁結(jié)構(gòu)損傷的破壞性大，其會(huì)影響到橋梁結(jié)構(gòu)的整體安全，而且改變了橋梁結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)。結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別時(shí)根據(jù)參數(shù)的變化找出損傷的位置。例舉結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別中的2種安全檢測(cè)技術(shù)，如：①神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)損傷識(shí)別，橋梁結(jié)構(gòu)的參數(shù)輸入到神經(jīng)物流的無(wú)損傷系統(tǒng)內(nèi)，利用振動(dòng)測(cè)量數(shù)據(jù)訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)采用合適的方法標(biāo)明網(wǎng)絡(luò)中的參數(shù)，橋梁結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)輸入到網(wǎng)絡(luò)內(nèi)會(huì)產(chǎn)生相對(duì)的輸出，輸入和輸出匹配成本無(wú)特征變化，表示無(wú)損傷，相反即可判斷橋梁結(jié)構(gòu)損傷；②小波分析損傷識(shí)別，常用于分析橋梁安全檢測(cè)中的非平穩(wěn)信號(hào)，識(shí)別橋梁損傷的特征因子構(gòu)造，或者直觀地在橋梁中提取損傷數(shù)據(jù)。

3 橋梁結(jié)構(gòu)加固維修的措施分析

根據(jù)上文分析的橋梁安全檢測(cè)技術(shù)，橋梁工程加固維修時(shí)要參考安全檢測(cè)技術(shù)的結(jié)果，重點(diǎn)分析加固維修措施在橋梁中的實(shí)踐應(yīng)用。

3.1 橋梁基礎(chǔ)加固維修

基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的加固維修措施，促使橋梁基礎(chǔ)能夠保持著可靠性，為橋梁整體提供穩(wěn)固的基礎(chǔ)支撐[4]。首先加固維修人員要勘察橋梁的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，掌握橋梁運(yùn)營(yíng)中基礎(chǔ)工程的質(zhì)量，還要了解橋梁基礎(chǔ)所在環(huán)境的地質(zhì)、水文等信息；然后設(shè)計(jì)橋梁基礎(chǔ)加固維修的方案，專門加固維修橋梁基礎(chǔ)中出現(xiàn)的破損；最后加固維修人員在橋梁基礎(chǔ)的工程現(xiàn)場(chǎng)，組織材料、設(shè)備以及相關(guān)人員進(jìn)場(chǎng)，嚴(yán)格按照加固維修的方案落實(shí)工程措施，全面修復(fù)橋梁基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)。

3.2 上部結(jié)構(gòu)加固維修

橋梁上部結(jié)構(gòu)的荷載比較大，而且上部結(jié)構(gòu)直接與車輛荷載接觸，容易發(fā)生不穩(wěn)固的情況[5]。橋梁上部結(jié)構(gòu)維修加固的最終目的是恢復(fù)結(jié)構(gòu)承重，加固維修時(shí)可以采用補(bǔ)強(qiáng)法、粘鋼法、增加粱截面積等方法，按照橋梁上部結(jié)構(gòu)的損壞實(shí)況，選擇適當(dāng)?shù)募庸叹S修方法，避免影響上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。本文以某橋梁案例為分析對(duì)象，探討上部結(jié)構(gòu)加固維修的過(guò)程。該案例橋梁為雙向四車道，寬度是28m，2000年底投運(yùn)，該橋梁上重載車輛非常多，橋梁上部結(jié)構(gòu)的構(gòu)件發(fā)生了明顯的損壞，該橋梁于2016年6月組織安全檢測(cè)，根據(jù)安全檢測(cè)的結(jié)果設(shè)計(jì)了加固維修的方案。該橋梁上部結(jié)構(gòu)有多處裂縫，裂縫寬度基本在0.05～0.15mm范圍內(nèi)，橋臺(tái)豎向裂縫較為顯著，主梁、支點(diǎn)附近的裂縫過(guò)多，橋梁損壞區(qū)域主要采用了粘貼鋼板加固的方法，同時(shí)配合角鋼護(hù)角，防止粘鋼加固維修后再次出現(xiàn)損壞問(wèn)題，案例橋梁中存有腐蝕問(wèn)題，粘鋼加固后針對(duì)有腐蝕的結(jié)構(gòu)，鑿除破損的混凝土選用了卡本水下玻纖套筒灌漿加固的方法，解決了橋梁混凝土局部露筋、破損的問(wèn)題，提高了橋梁上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。

3.3 過(guò)渡段的加固維修

過(guò)渡段是指連接橋梁與道路的位置，過(guò)渡段最容易發(fā)生變形、沉降的問(wèn)題，知識(shí)車輛交通中發(fā)生橋頭跳車的危險(xiǎn)。過(guò)渡段加固維修措施提高了橋梁通車的安全性，列舉加固維修的幾點(diǎn)措施，如：①檢查臺(tái)背結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，臺(tái)背加固維修填筑時(shí)使用的填料，一定要按照要求進(jìn)行填筑、壓實(shí)，保障臺(tái)背結(jié)構(gòu)的密實(shí)性；②橋梁過(guò)渡段處應(yīng)該定期檢查排水設(shè)施，防止過(guò)渡段發(fā)生雨水囤積的情況，順利排出過(guò)渡段的積水；③過(guò)渡段施工時(shí)要注意軟土地基的加固，根據(jù)橋梁過(guò)渡段的軟土分布選用換填法、預(yù)壓法等，避免過(guò)渡段結(jié)構(gòu)發(fā)生沉降問(wèn)題。

3.4 鋼筋混凝土的加固

橋梁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的維修加固過(guò)程中，先要檢查鋼筋與混凝土的材料治療，確保鋼筋與混凝土達(dá)到規(guī)范的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，再安排鋼筋混凝土的加固維修技術(shù)[6]。維修加固時(shí)禁止使用不合格的材料，橋梁鋼筋表面需要涂刷保護(hù)層和防銹涂層，避免鋼筋發(fā)生銹蝕的問(wèn)題，如果橋梁鋼筋發(fā)生銹蝕就要快速修復(fù)，防止加大橋梁鋼筋的銹蝕范圍。橋梁工程混凝土要按照攪拌、澆筑、振搗、養(yǎng)護(hù)的工藝流程完成混凝土施工，監(jiān)督橋梁混凝土結(jié)構(gòu)表面是否有麻面、裂縫的問(wèn)題，解決此類問(wèn)題后提高鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)水平，滿足橋梁的運(yùn)營(yíng)需求。

3.5 實(shí)施裂縫修復(fù)技術(shù)

橋梁裂縫是最常見(jiàn)的病害，裂縫修復(fù)屬于橋梁工程加固維修的關(guān)鍵工作。裂縫修復(fù)技術(shù)要根據(jù)橋梁裂縫的實(shí)況安排修復(fù)工作，加固維修時(shí)更換破損嚴(yán)重的構(gòu)件，合理增加橋梁結(jié)構(gòu)的支撐部分，加固橋梁結(jié)構(gòu)后可以預(yù)防裂縫。裂縫修復(fù)時(shí)經(jīng)常采用預(yù)應(yīng)力法，利用機(jī)械設(shè)備把螺栓穿入到橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)，保護(hù)好橋梁鋼筋結(jié)構(gòu)，解決鋼筋裂縫中的問(wèn)題，預(yù)應(yīng)力法加固后還要在橋梁表面涂抹環(huán)氧瀝青涂料、聚氨酯瀝青材料等，以此來(lái)強(qiáng)化橋梁結(jié)構(gòu)。

4 結(jié)束語(yǔ)

橋梁工程經(jīng)常長(zhǎng)時(shí)間的使用后會(huì)發(fā)生破壞問(wèn)題，當(dāng)橋梁發(fā)生破壞時(shí)就要組織安全檢測(cè)的工作，確定橋梁工程出現(xiàn)破壞的位置，在此基礎(chǔ)上安排維修加固措施，致力于恢復(fù)橋梁工程的安全狀態(tài)。橋梁安全檢測(cè)與加固維修要保障工程的質(zhì)量與外觀，不能對(duì)橋梁工程造成影響，由此才能體現(xiàn)橋梁安全檢測(cè)及加固維修的目的和實(shí)踐意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]李利強(qiáng).公路橋梁養(yǎng)護(hù)維修加固措施[J/OL].交通世界，2017（30）：32-33.

[2]趙文峰.橋梁檢查與橋梁結(jié)構(gòu)的檢測(cè)技術(shù)分析[J/OL].建筑知識(shí).

[3]達(dá)明.橋梁加固技術(shù)的研究與應(yīng)用[D].長(zhǎng)安大學(xué)，2016.

[4]劉偉.橋梁維修加固常用技術(shù)應(yīng)用分析[J].交通世界（運(yùn)輸·車輛），2015（06）：68-69.

[5]趙劍，王玲.關(guān)于橋梁結(jié)構(gòu)安全檢測(cè)方法的探究[J].中國(guó)水運(yùn)（下半月），2013，13（07）：255-256.

[6]王繼林，姚鵬勛.橋梁工程中安全檢測(cè)技術(shù)與加固維修方法分析[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2012（11）：117-120.