桥梁病害检测及处治方法的探究

卢光 单方权

【摘 要】近年来，桥梁倒塌事故频见报端，危害越来越大，伤亡越来越多，为了提高桥梁的安全性，桥梁病害检测及处治方法显得尤为重要。本文结合工程实例对桥梁病害检测内容、桥梁病害检测技术及处治方法进行了分析和探讨。

【关键词】桥梁；病害；检测；处治；方法

在道路桥梁的施工中，常见的破坏有应力集中、挠曲、缝隙、连接断裂等缺陷，检测中首先要关注于其重点部位，即对关键部位优先检测的原则，保证其作用和外观的完善，排除其中的隐患。如果重点部位的质量要可以将道路桥梁的工程依据实际项目，分为上部、下部，在细化各部分的检测部位，逐步进行检测排查，在此过程中，检测人员必须要严格认真对待，按照要求规范逐项检测，并且要熟悉各检测部位的技术指标，如果发现有缺陷的部件，可以更换的要及时更换，不能更换的必须返工，以保证施工的安全质量符合设计要求。

一、桥梁病害检测内容

1桥面性能检测

桥面性能包括：桥面的纵坡横坡、桥面平整度以及磨耗、由于腐蚀导致顶面钢筋保护层的层裂、沥青铺装层下的混凝土裂崩等。目前用于桥面检测的技术有激光光学、红外热成像、超声波等。

2桥梁表观缺陷

目前，对桥梁表观缺陷的检测绝大数是依靠人工检测评估，这种单一人工估测的方法，缺乏科学准确性。对桥梁结构缺陷的检测可以从以下几点：（1）缺陷大小以及其分布情况；（2）缺陷发生的具体方位及其走向；（3）把握缺陷变化及其发展的情况。针对不同性质的桥梁缺陷，根据实际需要对缺陷进行修复。桥梁的表观检测主要包括桥梁整体结构体系和局部构造的测量、结构病害的检查与测量。在表观检查过程中，不同的桥梁有不同的检查重点。表观检查既要能反映出桥梁结构的整体状况，也应依据相关规范确定桥梁的技术等级。结构检查的主要内容包括：桥梁原结构设计、施工工艺和养护记录等。

3桥梁结构体系

桥梁结构的性能主要通过荷载试验检测，根据荷载的性质分为动载试验和静载试验。动载试验的原理是通过测量动应变或动挠度、自振特性和动力响应来评价桥梁性能。静载试验的原理是测定所选截面上的应力、位移，分析荷载横向分布以及裂缝扩展情况。

4桥梁基础桥梁基础整体性能和材料状况的检测

通过观测墩台的沉降、倾斜、位移和裂缝等变形状况来分析。采用激光系统和连通管水平测量装置观测基础沉降、采用摆式、水准式倾斜仪测量基础倾斜量。材料检测主要通过无损伤检测方法对桥梁的内部结构进行检测。对于钢筋混凝土桥梁来说，检测重点为混凝土和钢筋，包括混凝土的强度指标、耐久性和钢筋锈蚀状况等。桥梁表观检测技术发展非常迅猛，尤其是在桥梁无损伤检测方面，国内外相继研制出利用电、磁、雷达和数字信号等高新技术为主体的检测设备，如双频红外线自动温度成像仪、探地雷达成像系统和无线脉冲转发器等。

5静载检测法

静载检测法主要是通过静载试验对桥梁进行相关检测，从而获得与桥梁结构性能相关的参数，如挠度、应变、裂缝等。根据静载试验所获取的相关参数，可以分析出桥梁结构的强度和抗裂能力等，以此作为判定桥梁承载能力的重要依据。混凝土桥梁在进行静载试验时，主要进行以下几方面检测。（1）桥梁整体结构的竖向、侧向挠度和扭转变形。在每个桥梁跨度之间最少检测并监测3个点，选取其中最大的挠度和变形数值，同时记录支座的下沉数值。（2）记录控制截面的应力分布情况，从而分析出最大值和偏载特征。检测过程中，在检测截面最少选取五个检测点，且必须包含上、下边缘和截面突变区域。（3）检测桥梁支座的转角和伸缩量、支座的沉降量以及桥墩顶部的位移和转角。（4）仔细观察桥梁结构是否出现裂缝，记录出现初始裂缝时所加荷载大小，并对裂缝出现的位置、方向、长度、宽度和卸载后闭合情况进行相关记录。

二、工程实例分析

某高速公路大桥，钢管系杆拱结构，全长203.3m，跨径组合为30x2m+76+30x2m，双幅。对该桥进行了桥梁缺损状况检查、桥梁材质状况和状态参数检测。

1桥梁缺损状况检查

1.1橋面系及支座检查

桥面系及支座检查主要从桥面铺装、伸缩缝、栏杆、支座等部位检测，主要发现放撞墙23处涨裂、露筋，伸缩缝2处垃圾填塞、26个支座部分脱空等病害。支座上钢板锈蚀病害较为普遍，多发生在有伸缩缝的墩台处支座，病害主要由于钢垫板无防护或防护失效所致，同时伸缩缝处渗漏水为钢垫板锈蚀提供了潮湿环境。

1.2上部结构检查

上部结构中发现拱肋和吊杆多处油漆脱落，拱肋钢管混凝土多处不密实；混凝土有局部裂缝、渗水、表面风化、剥落、露筋和钢筋锈蚀现象。

1.3下部结构检查

通过对桥台、桥墩、基础等下部结构检查，主要发现锥坡冲蚀、损坏1处，立柱擦痕多处，桥台护坡沉陷1处等病害。桥头跳车、栏杆、人行道和伸缩缝毁坏是目前桥梁普遍存在的通病。而桥面铺装过厚、排水不畅等现象多由于养护不当或不善引起。

2桥梁材质状况和状态参数检侧

该方面主要为碳化深度、混凝土强度、钢筋混凝土保护层厚度、钢筋锈蚀、裂缝、露筋及其它病害等的检测。首先对该桥进行测区布置。

2.1碳化深度检测

混凝土碳化深度检测是用浓度为1%一2%的酚酞溶剂滴于凹槽中，酚酞变红的范围就是混凝土碳化的深度，用游标卡尺或专用的碳化深度测定仪测取读数，并把检测结果与钢筋保护层厚度比较，参考《公路桥梁承载能力检测评定规程）（J丁G/TJ24-2011）的评定方法，间接评判钢筋的可能锈蚀状态。现场测区范围内实测混凝土碳化深度数据均在0.5-1.0mm以下，表明全桥系梁抽查的混凝土碳化深度对钢筋锈蚀影响程度为轻微。

2.2混凝土强度检测

此次混凝土强度检测采用了超声回弹综合法，根据现场检测条件选取了系梁进行混凝土强度检测，每个片系梁布置7个测区，全桥共计28个测区。参考《公路桥梁承载能力评定方法）中的相关规定对混凝土构件强度进行评定。现场实测强度数据表明全桥系梁抽查的混凝土强度处于良好状态。

2.3钢筋保护层厚度检测

2.3.1检测部位

包括主要承重构件或承重构件的主要受力部位，以及根据结构检算及其它检测需要确定的部位，本次选择的部位为上部结构的板梁和下部结构的桥墩立柱。

2.3.2检测方法与步骤

测试前首先对有关图纸资料进行了解，以确定钢筋的种类和直径；进行保护层厚度测读前，先在测区内确定钢筋的位置与走向，做法如下：将钢筋保护层厚度测定仪传感器在构件表面平行移动，当仪器显示值最小时，传感器正方即是所测钢筋的位置；找到钢筋位置后，将传感器在原处左右转动一定角度，仪器显示最小值时传感器长轴线的方向即为钢筋的走向。

保护层厚度的测读：将传感器置于钢筋所在位置正上方，并左右稍稍移动，读取仪器显示最小值即为该处保护层厚度。由于实际测量时钢筋直径、材质、布筋情况、混凝土性质往往都是未知的，在现场检测时可以采用标准垫块对保护层厚度进行综合修正。参考《公路桥梁承载能力检测评定规程》（J丁G/TJ24-2011）中的相关规定对混凝土构件强度进行评定。

现场实测数据表明，右幅1#系梁东侧拱座、右幅1#系梁西侧拱座保护层厚度对结构钢筋耐久性有影响；右幅2#系梁东侧1#，2#吊杆间保护层厚度对结构钢筋耐久性有轻度影响；其余测试位置保护层厚度对结构钢筋耐久性影响不显著。

2.4钢筋锈蚀检测

2.4.1检测原理

钢筋混凝土结构内部钢筋的锈蚀会逐步削减结构有效工作界面，降低结构的承载能力及耐久性。本次钢筋的锈蚀测试是通过混凝土碳化深度检测来间接评判钢筋锈蚀可能锈蚀状态。对存在露筋位置混凝土的钢筋锈蚀状况进行了抽检，电位值均在在0一-200间，属于无锈蚀活动或锈蚀后动性不确定。混凝土中钢筋腐蚀的首要条件是钝化膜坏，混凝土的碳化及氯离子侵蚀都会造成覆盖钢筋表面的碱性钝化膜的破坏，加之有水分和氧的侵入，时间久了会引起钢筋的腐蚀。

2.5结构裂缝检测

裂缝的出现不仅会有损于桥梁的美观，更重要的是它会使钢筋失去混凝土的保护，加速钢筋的锈蚀，结构性裂缝还会对结构的承载能力产生不利影响。裂缝检测主要包括裂缝的长度、走向和宽度。裂缝宽度的测量主要采用裂缝观测仪进行观测。检测区域内有出现拱肋的网状裂缝，但未发现影响结构安全的结构性裂缝。

三、结语

对于一些已建的桥梁要及时做好养护和维修，应综合分析桥梁损害的原因以及科学的檢测方法，并以此提出可行的维修养护方案，提高经济效益。

1）建议加强日常养护工作，适时对填塞的伸缩缝进行清理处理，对部分脱空的支座采用钢板进行调平处理；2）为了避免拱肋及吊杆等钢结构的腐蚀，建议定期涂刷防腐油漆；对拱肋钢管混凝土不密实的地方进行开孔注浆处理。3）建立桥梁的健康监测系统，对重要桥梁的重要部位的受力和变形情况进行实时监测、桥梁日常养护工作，变对桥梁的被动检测为主动控制，改善桥梁的使用条件，延长桥梁的使用寿命。建立健康、安全、稳定的检测系统具有非常重要的意义；4）建立并完善桥梁的健康档案；根据大桥健康状况的检查结果，进行桥梁病害成因的分析和全桥病害综合治理方案的研究和设计，为桥梁的正常养护决策提供技术支持；5）采用更先进的理论和更先进的检测手段，推动桥梁检测评估技术的发展。

参考文献：

[1]郑小红，黄培彦，姚国文，等.桥梁随机载荷数据采集和数值模拟[J].暨南大学学报：自然科学与医学版，2005，26（1）：114-116.

[2]张立业，郭学东，董丽娟.载荷共享过程的桥梁系统首次失效平均时间[J].吉林大学学报：工学版，2013，43（5）：1247-1252.