橋梁檢測及加固技術(shù)的研究與應(yīng)用

文／岳發(fā) 中壤建設(shè)股份有限公司 北京 100000

引言：

在經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中，橋梁工程屬于必不可少的組成之一，是為人們?nèi)粘３鲂袔肀憷暮诵囊蛩?。而在橋梁工程作業(yè)施工期間，必須要做好相應(yīng)的試驗(yàn)檢測工作，從而及時了解橋梁建設(shè)過程中所存在的問題，并合理、科學(xué)應(yīng)用加固技術(shù)，來整體提升橋梁工程的穩(wěn)固性、安全性以及耐久性，實(shí)現(xiàn)橋梁工程的高效率、高質(zhì)量建設(shè)。由此可見，了解橋梁建設(shè)過程中，檢測技術(shù)以及加固技術(shù)的應(yīng)用策略，是當(dāng)前相關(guān)從業(yè)人員需要著重考量的問題，也是推動橋梁工程可持續(xù)發(fā)展的重要舉措。

1、開展橋梁工程檢測工作的必要性

1.1 降低整體工程造價

通過取樣來試驗(yàn)檢測橋梁工程施工期間所應(yīng)用的材料，可以有效檢測所在地建筑工程中所遺留的填料、砂石等原材料。如果檢測結(jié)果顯示施工材料與橋梁工程施工標(biāo)準(zhǔn)相符，則可以有效運(yùn)用至橋梁工程施工中，達(dá)成因地制宜的目標(biāo)，并且大幅度減少橋梁工程采購原材料的成本，實(shí)現(xiàn)建設(shè)橋梁工程成本造價的節(jié)約。

1.2 保證工程整體質(zhì)量

在開展橋梁工程施工作業(yè)期間，采取檢測工作，可以測評任何一個環(huán)節(jié)與階段的施工效率、施工質(zhì)量。通過對測評數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，能夠運(yùn)用更為有效的措施，對施工原材料做出管控，并且對各種施工先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用有所把握，為橋梁工程建設(shè)完成后的驗(yàn)收效果、使用質(zhì)量做出保障。

1.3 保證工程進(jìn)度

試驗(yàn)檢測工作的效率能夠?qū)蛄汗こ淌┕みM(jìn)度產(chǎn)生直接影響。由此可見，將試驗(yàn)檢測水平提升，實(shí)現(xiàn)工作有序、條理的進(jìn)行，可以實(shí)現(xiàn)工作效率的有效提升，保障橋梁工程能夠按照既定計劃，合理組織施工作業(yè)

2、橋梁檢測技術(shù)的應(yīng)用

2.1 橋梁檢測內(nèi)容

在橋梁維修加固前，應(yīng)充分評估橋梁的運(yùn)行狀況，首要任務(wù)是全面識別橋梁的劣化和損壞情況，然后根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定橋梁的現(xiàn)有狀況是否對其耐久性和耐久性構(gòu)成威脅；其次，對既有橋梁的運(yùn)輸負(fù)荷進(jìn)行考核，確定既有橋梁的既有承載和運(yùn)輸能力是否能夠滿足既有運(yùn)輸條件的要求；在此基礎(chǔ)上，充分考慮橋梁的損傷、耐久性、磨耗、承載程度、設(shè)計缺陷、使用環(huán)境等因素。從理論上對橋梁檢測進(jìn)行研究并不重要，因?yàn)闃蛄簷z測技術(shù)在實(shí)際工作中是一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)性的工作，即橋梁檢測必須建立在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，這類研究主要包括常規(guī)檢測和荷載試驗(yàn)。他們的主要任務(wù)是對結(jié)構(gòu)的受力情況，有計劃、有條件地對加載后的數(shù)據(jù)和現(xiàn)象進(jìn)行觀測和記錄，然后記錄位移、應(yīng)力、振幅等物理參數(shù)，從而達(dá)到橋梁的工作狀態(tài)，并對工作性能進(jìn)行評估，根據(jù)物理參數(shù)反映的結(jié)果，對該橋的承載力和運(yùn)營狀況進(jìn)行評價，為后續(xù)加固體系的設(shè)計提供有效依據(jù)。

首先，必須要細(xì)致、全面的檢查完成施工作業(yè)的橋梁情況，同時，檢測其結(jié)構(gòu)狀況。尤其是橋梁結(jié)構(gòu)，必須要更加詳細(xì)的檢測其承載能力以及使用性能。

其次，除了需要對橋梁結(jié)構(gòu)以及基本情況進(jìn)行檢測以外，還必須要檢測橋梁對各種災(zāi)害的抗擊能力，通常的情況下，主要在防震、防火等抗擊能力方面有所體現(xiàn)。

最后，還需要更加細(xì)致的檢測建設(shè)橋梁過程中所運(yùn)用的各種材料，其中主要包含力學(xué)性能、物理性能、化學(xué)性能等檢測方式，通過檢測橋梁材料，能夠?qū)ζ涔收习l(fā)生的原因做出更好的判斷。

2.2 橋梁檢測技術(shù)

（1）無破損檢測技術(shù)

所謂的無破損檢測技術(shù)，實(shí)際上，就是在構(gòu)件或者是結(jié)構(gòu)不被破壞的條件下，將其破壞應(yīng)力值獲取，由此可見，只可以找尋1 至多個同混凝土強(qiáng)度之間的關(guān)聯(lián)性，同時，在檢測的過程中，又不會對混凝土的受力功能造成損傷，并且在推算期間，將物理量作為相關(guān)依據(jù)。其技術(shù)主要包含共振技術(shù)、表面落錘技術(shù)、超聲波技術(shù)以及有回彈技術(shù)[1]。由于價格低廉、檢測便利、檢測快捷等優(yōu)勢，可以在同一構(gòu)件上利用無破損檢測技術(shù)展開重復(fù)檢測或者是連續(xù)檢測，在被檢測構(gòu)件使用性能不會受到影響的情況下，將破壞試驗(yàn)所無法獲取的信息收獲，并且廣泛、普遍運(yùn)用于實(shí)踐當(dāng)中。

（2）半破損檢測技術(shù)

針對于半破損檢測技術(shù)而言，必須要將不影響構(gòu)件承載力作為基礎(chǔ)，直接在構(gòu)件上展開局部破壞性檢測，或者是通過芯樣的鉆取，從而開展破壞性檢測。在半破損檢測技術(shù)中，主要包含射擊技術(shù)、拔出技術(shù)以及鉆芯技術(shù)。通過局部破壞性檢測，從而將混凝土強(qiáng)度獲取是其最大的優(yōu)勢，因此要更具可行性、有效性。但是，會局部破壞結(jié)構(gòu)物是其存在劣勢，往往需要在檢測后實(shí)施修補(bǔ)作業(yè)，因此，在大面積檢測工作中，此技術(shù)不宜應(yīng)用。

（3）半破損與無破損的綜合使用技術(shù)

如果只是采取單一的檢測方式，會存在較大的局限性，同時，也會造成檢測的結(jié)果缺乏真實(shí)性以及可靠性，而通過多種檢測技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用，能夠?qū)我粰z測技術(shù)應(yīng)用所產(chǎn)生的缺陷做出有效彌補(bǔ)，從而實(shí)現(xiàn)檢測精度的整體提升，并且具備更為廣泛的適用范圍。在檢測以及質(zhì)量管控混凝土的過車糊弄觀眾，綜合使用無破損檢測技術(shù)以及半破損檢測技術(shù)已經(jīng)受到了檢測企業(yè)與檢測工作人員的青睞。在應(yīng)用回彈儀之前，必須要率定鋼砧，在保證率定值在80±2 的范圍內(nèi)時才可以加以運(yùn)用[2]。在開展檢測工作的過程當(dāng)中，必須要保障回彈儀的軸線在測試面呈垂直的狀態(tài)，并且保證均勻、緩慢的方式進(jìn)行施壓，當(dāng)反彈彈擊桿以后，再對回彈值進(jìn)行測讀。通過此種檢測技術(shù)的運(yùn)用，能夠?qū)⒒炷梁室约褒g期的影響大幅度減少，同時，對相互之間存在的缺陷與不足做出有效彌補(bǔ)。由于砼強(qiáng)度必須要通過回彈值所采取的表層彈性性能做出反映，因此，在構(gòu)件內(nèi)外質(zhì)量或者是截面尺寸存在過大的差異時，對于實(shí)際的混凝土強(qiáng)度往往很難做出反映。砼如果強(qiáng)度過高，在運(yùn)用超聲波計算公式期間，會出現(xiàn)一些偏差。

3、橋梁加固技術(shù)的應(yīng)用

3.1 橋梁加固的內(nèi)容

在當(dāng)前的建設(shè)和橋梁建設(shè)中，有一個非常重要的重大問題，即提高橋梁加固技術(shù)，最大限度地對既有橋梁進(jìn)行加固改造，最大限度地利用既有資源，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化，我國老化橋梁數(shù)量逐年增加，部分老化橋梁處于危險狀態(tài)，數(shù)控數(shù)量也逐年增加。因此，舊橋的識別與加固是橋梁設(shè)計者和實(shí)踐者面臨的挑戰(zhàn)，舊橋加固的研究也頗受歡迎，相關(guān)管理部門也在積極推進(jìn)。為了盡快解決舊橋加固問題，相關(guān)的科學(xué)家或工程師對橋梁加固方法進(jìn)行了必要的研究，也取得了一定的成果，目前橋梁加固的主要形式有：增大截面加固、橋外預(yù)張拉加固、預(yù)應(yīng)力混凝土加固等，這些方法效果的好壞取決于加固技術(shù)的種類和高度。比如對于結(jié)構(gòu)裂縫的處理，可以采用結(jié)構(gòu)外預(yù)張拉的方法[3]。其原理是利用預(yù)壓特性對結(jié)構(gòu)中的裂縫進(jìn)行主動受力，然后減小原裂縫寬度，使橋梁正常使用時裂縫寬度減小到國家標(biāo)準(zhǔn)限值；橋梁結(jié)構(gòu)加固是一種用鋼或碳纖維外膠加固的被動受力方法。其對結(jié)構(gòu)裂縫的影響是限制結(jié)構(gòu)裂縫的進(jìn)一步擴(kuò)展，采用上述加固方法，橋梁加固效果更為有效，不同的加固方法，各有其優(yōu)缺點(diǎn)，采用哪種加固方法對結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，必須根據(jù)環(huán)境和結(jié)構(gòu)條件，選擇有效的加固方法。

在加固橋梁的內(nèi)容方面，主要包含以下幾點(diǎn)：

第一，橋面加固。平均分布橋梁的荷載是橋面加固所發(fā)揮的最主要作用，通過此來將橋梁的荷載能力提高。

第二，橋梁上部結(jié)構(gòu)加固。必須要改良與強(qiáng)化橋梁的受力體系，在此內(nèi)容當(dāng)中，加固受力位置是施工操作的核心重點(diǎn)，只有確保受力位置加固作業(yè)的順利開展，才可以整體提升橋梁的牢固度，同時此來將橋梁的荷載能力提高。

第三，橋梁下部結(jié)構(gòu)加固。通常的情況下，主要是加固橋梁墩臺，目前，護(hù)套鋼筋混凝土是最為常用的加固方式，通過此，能夠充分發(fā)揮出墩臺表層加固的作用，通過厚度增加方法的運(yùn)用，從而實(shí)現(xiàn)墩臺穩(wěn)定性的提升，從而對整體橋梁工程的耐久性以及安全性做出保證。

3.2 橋梁加固技術(shù)

（1）橋面加固技術(shù)

如圖1所示，通過橋面加固技術(shù)的運(yùn)用，必須要鑿除之前存在的橋面，隨后，再將新的一層鋼筋混凝土進(jìn)行鋪設(shè)，通過此，來對橋梁分布表面荷載能力的狀況做出改進(jìn)與完善，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)橋梁工程整體荷載能力的提升[4]。

圖1 橋面加固技術(shù)

（2）預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)

針對于預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)而言，主要是對之前的橋梁結(jié)構(gòu)施加外部的預(yù)應(yīng)力，進(jìn)而消除或者是減少橋梁中的結(jié)構(gòu)裂分，如圖2所示，通過此，可以將使用橋梁期間的穩(wěn)定性、安全性以及耐久性提升。通常的情況下，預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)主要具備以下幾個優(yōu)勢：

圖2 預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)

第一，增加橋梁自重的幅度較低，所以，可以對橋梁目前的受力體系情況做出良好的改善或者是調(diào)節(jié)，進(jìn)而整體增加橋梁的強(qiáng)度以及抗裂性能。

第二，在對預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)應(yīng)用的過程中，不需要將橋梁的通車截斷。因此，在開展加固作業(yè)期間，依然能夠維持橋梁的順利、正常通車，為人民群眾的出行與生活起到極大的便利。

第三，在對預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)應(yīng)用的過程中，由于影響墩臺比較小，所以可以對加固橋梁過程中的成本造價做出節(jié)省。

第四，在預(yù)應(yīng)力加固之后，相關(guān)從業(yè)人員可以選擇保留或者是拆卸，因此，在不得已需要保障橋梁重車通行的方面，能夠發(fā)揮出極大的便利性[5]。

（3）鋼筋混凝土護(hù)套加固技術(shù)

通常，主要通過鋼筋混凝土護(hù)套加固技術(shù)的運(yùn)用，從而加固橋梁的下部結(jié)構(gòu)，如圖3所示，采取此種技術(shù)，必須要在原存的橋梁結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)中適當(dāng)增加一些自重。由此可見，在對此技術(shù)應(yīng)用期間，必須要更為精確、科學(xué)的計算外包鋼筋混凝土的尺寸，如此，才可以促使此技術(shù)的運(yùn)用對加固橋梁起到真正的作用，同時，又能夠在原設(shè)計中的承載范圍內(nèi)。與此同時，在鋼筋混凝土護(hù)套加固技術(shù)應(yīng)用的過程中，還必須要對以下幾點(diǎn)有所注意：

圖3 鋼筋混凝土護(hù)套加固技術(shù)

第一，鋼筋混凝土護(hù)套加固技術(shù)應(yīng)用之時，必須要保證厚度在40 毫米以上，如果是對噴射技術(shù)加以運(yùn)用展開操作，就必須要增加厚度50 毫米左右[6]。而在對某些特殊技術(shù)運(yùn)用的過程中，例如：補(bǔ)強(qiáng)受壓技術(shù)，則必須要確保厚度能夠在150 毫米之上，如此，才能夠保障此技術(shù)收獲良好的成效。

第二，將配置鋼筋混凝土的相關(guān)要求作為依據(jù)，在配置混凝土的過程中，必須要對石子材料應(yīng)用的堅(jiān)硬度以及耐久度做出保障，同時，確保石子粒徑能夠超出20 毫米。

結(jié)語：

綜上所述，在建設(shè)橋梁工程的過程中，檢測技術(shù)以及加固技術(shù)的應(yīng)用起到至關(guān)重要的作用，不僅能夠?yàn)闃蛄汗こ藤x予更高的質(zhì)量與更強(qiáng)的效率，實(shí)現(xiàn)橋梁工程日后使用周期的延長，同時，能夠保障人民群眾車輛的正常行駛，并且增強(qiáng)其使用的安全性、穩(wěn)定性與可靠性，保障人民群眾出行過程中的生命安全、財產(chǎn)安全，推動橋梁工程的可持續(xù)性發(fā)展，并且增長橋梁工程的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。