橋梁養(yǎng)護(hù)檢測(cè)加固一體化技術(shù)的應(yīng)用

袁和勇

(安徽交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 合肥 230000)

1 養(yǎng)護(hù)檢測(cè)加固一體化技術(shù)流程

傳統(tǒng)模式的橋梁養(yǎng)護(hù)檢測(cè)與加固是分開(kāi)進(jìn)行的，其中的例行經(jīng)常檢查是由橋梁權(quán)屬單位自行完成，而定期的詳細(xì)檢查則需要公開(kāi)招標(biāo)委托記性，更為特殊的部件檢查可能還需要邀請(qǐng)招標(biāo)委托。而加固設(shè)計(jì)需根據(jù)費(fèi)用決定采用直接委托或公開(kāi)招標(biāo)的方式，設(shè)計(jì)確認(rèn)后，加固施工一般均采用公開(kāi)招標(biāo)方式。傳統(tǒng)模式工程承擔(dān)方延續(xù)性差、責(zé)任心參差不齊，質(zhì)量管理繁瑣復(fù)雜，對(duì)業(yè)主方綜合要求高，最低價(jià)招標(biāo)導(dǎo)致質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)增大，在質(zhì)量上很難以保障；在工期控制上，由于招投標(biāo)流程較多，整個(gè)工期延長(zhǎng)，難以搭接作業(yè)，因而流水作用時(shí)效性差；從成本上看，招投標(biāo)、管理成本較多，存在重復(fù)勞動(dòng)導(dǎo)致的成本增加，且方案缺乏長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，不能合理分配資金等，造成業(yè)主方管理壓力大。

養(yǎng)護(hù)檢測(cè)加固一體化流程則便利很多，對(duì)于項(xiàng)目甲方來(lái)講，一體化減少了管理鏈條，同時(shí)責(zé)任邊界明晰，可以有效的保障工程質(zhì)量。在后期責(zé)任方面，可以有效將風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)移，并節(jié)約養(yǎng)護(hù)資金；對(duì)于乙方來(lái)講，一體化流程能組合優(yōu)勢(shì)資源，進(jìn)而提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。對(duì)于企業(yè)內(nèi)部，能夠激發(fā)內(nèi)部管理，同時(shí)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫銜接，并合理安排資金，降低總投資。一體化中的每道程序，都可以看做三步走流程：

一體化的檢測(cè)評(píng)估：(1)經(jīng)常檢查：橋梁檢查，隧道檢查，涵洞、邊坡檢查；(2)定期檢查：橋梁定期檢查，隧道定期檢查，特大橋梁定期觀測(cè)；(3)特殊檢查：材質(zhì)狀況檢測(cè)，承載能力檢測(cè)，應(yīng)急專項(xiàng)檢測(cè)，水下基礎(chǔ)檢測(cè)，其他檢測(cè)等。

一體化的加固設(shè)計(jì)：(1)方案設(shè)計(jì)：包括維修加固比選方案以及方案概算編制；(2)施工圖設(shè)計(jì)：包括維修加固施工圖及施工圖預(yù)算編制；(3)額外技術(shù)要求：主要以材料相關(guān)要求、質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)、施工工序要求、交通組織要求等文字文件組成。

一體化的施工階段：(1)耐久性恢復(fù)：包括裂縫封閉、灌漿，混凝土破損修補(bǔ)，鋼筋除銹修復(fù)，橋面系修復(fù)等；(2)承載力補(bǔ)強(qiáng)：利用增大截面法，體外(體內(nèi))預(yù)應(yīng)力，粘貼鋼板，粘貼纖維板等方式進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)；(3)部分構(gòu)件更換：包括支座更換及伸縮縫更換等。

2 工程概況

某繞城高速公路全長(zhǎng)25.482 km，有大、中、小橋梁29座，其中立交橋5座，特大橋2座。東連接線支線為東西向，路名“虹橋路”，為雙向六車道城市Ⅰ級(jí)主干道。該干道全長(zhǎng)6.125 km，總投資29.38億元。其中1#橋梁病害嚴(yán)重，本文即基于此座橋梁所發(fā)現(xiàn)問(wèn)題進(jìn)行探討。

3 橋梁檢測(cè)評(píng)估及檢測(cè)方案

3.1 表觀損傷檢測(cè)

對(duì)于肉眼可見(jiàn)損傷較大的橋梁，首先需進(jìn)行技術(shù)狀況評(píng)估，主要從橋面系、上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)、支座四個(gè)層面對(duì)全橋進(jìn)行完整的表觀損傷檢測(cè)。

3.2 材質(zhì)狀況檢測(cè)

表觀只是針對(duì)表面所顯現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行的檢查，內(nèi)部更深層次的因素可能是材料的原因，因而需對(duì)全橋的材料進(jìn)行檢測(cè)，包括耐久性評(píng)估，混凝土強(qiáng)度，碳化深度，鋼筋銹蝕，混凝土內(nèi)部質(zhì)量，鋼筋保護(hù)層厚度等多個(gè)方面。

3.3 承載能力檢測(cè)

對(duì)于橋梁，其最重要的作用是負(fù)擔(dān)交通荷載，因而橋梁的整體承載能力檢測(cè)更是不可忽視，一般需要對(duì)承載能力進(jìn)行評(píng)估，同時(shí)需進(jìn)行靜載試驗(yàn)以及動(dòng)載試驗(yàn)等。

3.4 檢測(cè)方案

(1)混凝土強(qiáng)度檢測(cè)

主要采用超聲回彈法，對(duì)梁及橋墩進(jìn)行系統(tǒng)檢測(cè)

①每一測(cè)區(qū)應(yīng)記取16個(gè)回彈值，測(cè)點(diǎn)宜在測(cè)區(qū)范圍內(nèi)均勻分布，相鄰兩側(cè)點(diǎn)凈距不宜小于20 mm；

②每一構(gòu)件測(cè)區(qū)數(shù)不應(yīng)少于10個(gè)；

③構(gòu)件的重要部位及薄弱部位必須布置測(cè)區(qū)，并避開(kāi)預(yù)埋件。

(2)混凝土碳化深度檢測(cè)

混凝土的碳化是混凝土所受到的一種化學(xué)腐蝕。空氣中CO2氣滲透到混凝土內(nèi)，與其堿性物質(zhì)起化學(xué)反應(yīng)后生成碳酸鹽和水，使混凝土堿度降低的過(guò)程稱為混凝土碳化，又稱作中性化。

對(duì)于鋼筋混凝土來(lái)說(shuō)，碳化會(huì)使混凝土的堿度降低，同時(shí)，增加混凝土孔溶液中氫離子數(shù)量，因而會(huì)使混凝土對(duì)鋼筋的保護(hù)作用減弱。

(3)鋼筋位置及保護(hù)層厚度檢測(cè)

采用電磁法，基本原理為電磁感應(yīng)，儀器探頭產(chǎn)生一個(gè)電磁場(chǎng)，當(dāng)某條鋼筋位于這個(gè)電磁場(chǎng)內(nèi)時(shí)，會(huì)引起這個(gè)電磁場(chǎng)磁力線的改變，造成局部電磁場(chǎng)強(qiáng)度變化。電磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化和金屬物的大小與探頭距離存在一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過(guò)這種關(guān)系，可估測(cè)混凝土中鋼筋位置及保護(hù)層的厚度。檢測(cè)時(shí)，需根據(jù)竣工圖所示鋼筋布置方式進(jìn)行校核。

(4)混凝土內(nèi)部缺陷檢測(cè)

超聲波是超聲頻率的機(jī)械振動(dòng)在彈性介質(zhì)中的傳播過(guò)程。超聲波探測(cè)儀是利用了超聲波在物體中傳播時(shí)，如遇到不同介質(zhì)會(huì)在其界面反射的原理制成的。利用此種檢測(cè)方法，對(duì)橋梁混凝土內(nèi)部，尤其是橋墩部分進(jìn)行檢測(cè)，探查內(nèi)部是否具備裂縫傷痕等。

(5)橋梁靜載試驗(yàn)

一般利用載重車搭配配重及沙袋等進(jìn)行加載，可利用加載結(jié)果繪制加載曲線，進(jìn)而分析全橋的應(yīng)變，撓度，裂縫，索力等數(shù)值是否處在正常使用狀態(tài)。

(6)橋梁動(dòng)載試驗(yàn)

采用高靈敏度動(dòng)力測(cè)試系統(tǒng)測(cè)定橋址處風(fēng)荷載、地脈動(dòng)、水流等隨機(jī)荷載激振而引起橋跨結(jié)構(gòu)的微小振動(dòng)響應(yīng)，測(cè)得結(jié)構(gòu)的自振頻率、振型和阻尼比等動(dòng)力學(xué)特征。采用試驗(yàn)車以不同速度勻速通過(guò)橋跨結(jié)構(gòu)，由于在行駛過(guò)程中對(duì)橋面產(chǎn)生沖擊作用，從而使橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動(dòng)。通過(guò)動(dòng)力測(cè)試系統(tǒng)測(cè)定橋跨結(jié)構(gòu)主要控制截面測(cè)點(diǎn)的動(dòng)力響應(yīng)。

4 主要病害分析及加固處理

通過(guò)對(duì)1#橋進(jìn)行系統(tǒng)的檢測(cè)后，發(fā)現(xiàn)其主要存在墩柱偏位的問(wèn)題。通過(guò)對(duì)連續(xù)三個(gè)墩的測(cè)量表明，18#墩與19#墩，19#墩與20#墩的間距分別為29.59 m及30.38 m，與設(shè)計(jì)值30 m有一定偏差，綜合偏位值約為40 cm。進(jìn)一步分析上部梁體發(fā)現(xiàn)，梁體伸縮縫位置未變動(dòng)，僅墩臺(tái)帶動(dòng)蓋梁移動(dòng)。通過(guò)表觀監(jiān)測(cè)，偏位的19#墩表面肉眼可見(jiàn)裂縫較多，初步分析為由墩柱傾斜導(dǎo)致的彎曲受拉裂縫。通過(guò)到橋下橋墩附近調(diào)查，發(fā)現(xiàn)墩底較多松散碎石，堆填體沒(méi)有明顯滑移及坍塌的跡象。

根據(jù)以上分析，并經(jīng)過(guò)綜合推演及數(shù)值模擬分析，溫度效應(yīng)下產(chǎn)生的墩頂水平位移極小，對(duì)墩臺(tái)偏移影響不大。反而是因而支座上部分鋼構(gòu)件不平整，使梁體受自重影響，無(wú)法恢復(fù)，逐漸累積成傾斜狀態(tài)。而在數(shù)值模擬上增加車輛荷載后，位移影響仍然較小，但不排除其日積月累造成的影響。

通過(guò)計(jì)算，擬采用在支座處增加楔形調(diào)平鋼板的方式，整體將較低一側(cè)加固，使其下沉停止。而針對(duì)墩身已有裂縫，采用外補(bǔ)混凝土的方式進(jìn)行加固。

5 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)對(duì)養(yǎng)護(hù)檢測(cè)加固一體化技術(shù)的闡述，分析了其與傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)加固技術(shù)模式的異同，并結(jié)合某繞城高速公路1#橋的養(yǎng)護(hù)檢測(cè)加固一體化技術(shù)應(yīng)用，對(duì)詳細(xì)的過(guò)程進(jìn)行分解介紹，可得出以下結(jié)論：

探索綜合養(yǎng)護(hù)承包方式。推進(jìn)公路養(yǎng)護(hù)向社會(huì)購(gòu)買服務(wù)的廣度和深度，積極探索各種綜合養(yǎng)護(hù)承包方式，通過(guò)將養(yǎng)護(hù)技術(shù)咨詢和設(shè)計(jì)、養(yǎng)護(hù)設(shè)計(jì)和施工等業(yè)務(wù)統(tǒng)一發(fā)包，將一定規(guī)模的路網(wǎng)在一定周期年限內(nèi)的各類養(yǎng)護(hù)作業(yè)統(tǒng)一發(fā)包，或?qū)嵤┙ㄔO(shè)、管理、養(yǎng)護(hù)一體化等方式，培育和引導(dǎo)養(yǎng)護(hù)作業(yè)單位整合技術(shù)資源，提升技術(shù)實(shí)力，提高公路養(yǎng)護(hù)生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)公路全壽命周期內(nèi)養(yǎng)護(hù)效益最大化。

對(duì)服役橋梁的檢測(cè)應(yīng)做到盡量周全，在周期上啟用日常與定期檢查，在覆蓋程度上應(yīng)綜合橋梁上部體系及下部體系，同時(shí)針對(duì)較難操作的試驗(yàn)，也應(yīng)創(chuàng)造條件完成，這樣才能有效探索橋梁服役期間各種病害生成的原因，對(duì)癥下藥，及時(shí)根治病害，保障橋梁工程的安全。