跨江大桥质量病害检测与加固策略分析

赵安春　宋家武　刘永强

（重庆城建控股（集团）有限责任公司 重庆 400000）

跨江大桥质量病害检测与加固策略分析

赵安春宋家武刘永强

（重庆城建控股（集团）有限责任公司 重庆 400000）

近年来，特别是改革开放以来，随着我国社会主义市场经济的不断发展，人民生活水平的不断提高，我国的基础设施建设也获得了稳步发展。为更好的满足人们生活出行需要和社会经济需要，我国跨江大桥的建设进程也在不断加快。以往建设的跨江大桥由于使用年限较长，且超负荷使用，系列质量问题开始出现。本文对跨江大桥病害类型、检测方法以及加固措施等问题作了详细的分析和系统的阐述。

跨江大桥；质量病害检测；加固措施分析

随着我国经济的快速发展和交通运输事业的不断发展，交通变得日益发达，车辆载重以及行车密度也越来越大。跨江大桥数量的增多，提供了更多的便捷。延长桥梁的使用寿命、确保桥梁质量成为施工以及建成运营后首要解决的问题。质量检测是确保桥梁建设质量以及建成运营后正常使用的重要保证，因而检测桥梁质量病害，并对病害原因进行分析就显得尤为重要了。本文就跨江大桥质量病害原因、检测以及加固措施等问题进行叙述。

1　跨江大桥病害类型

1.1裂缝

裂缝是钢筋混凝土桥梁中常见的一种病害类型，几乎每座桥梁中都会出现裂缝问题。混凝土结构裂缝主要是由初始缺陷以及微裂缝等受到扩展从而引发的，影响裂缝产生的因素较多，一种是结构性裂缝，该种裂缝是由外部载荷产生的裂缝，该种裂缝是由于混凝土内部应力超过混凝土极限抗拉强度从而产生的一种裂缝；另一种是非结构性裂缝，该种裂缝受混凝土浇筑方式、材料组成以及养护使用环境等因素影响，主要有混凝土干缩和凝缩两种方式，其中干缩是混凝土收缩裂缝的主要形式。温度裂缝是指由于热胀冷缩作用，使混凝土结构出现一定变形，当出现的拉应力超过混凝土抗拉强度时，便会出现裂缝[1]。

1.2钢筋锈蚀

相关工程实践发现，影响混凝土结构耐久性的重要原因是钢筋腐蚀问题。钢筋腐蚀会使得自身的体积膨胀，极易使混凝土表面由于钢筋体积变化而产生顺筋裂缝，破坏了混凝土与钢筋之间的黏着力，降低了构件承载力，由于钢筋截面面积减小，而使得混凝土变形加剧，裂缝显著增大，造成严重后果。

1.3混凝土碳化

混凝土碳化主要是由于渗透进混凝土中的二氧化碳以及其他的酸性气体与混凝土中的氢氧化钙发生化学反应，使混凝土呈现出中性化。混凝土中的水泥会通过水化过程生成大量氢氧化钙，使得混凝土内部孔隙中饱和氢氧化钙含量较多，因而碱性较高，在高碱性环境中，极易使埋置的钢筋发生钝化反应，形成一层钝化膜（四氧化三铁、三氧化铁），该层氧化膜较难溶解，其能够将混凝土中钢筋的腐蚀进行阻断。当表面孔隙有水汽或者是二氧化碳通过时，会与混凝土中含有的碱性物质发生中和反应，从而降低混凝土混凝土碱性。当碱性较小时，埋置钢筋表面形成的钝化膜（四氧化三铁、三氧化铁）被逐渐破坏，当有水汽或者是二氧化碳等物质侵入时，钢筋会在这些物质的作用下发生锈蚀。通常情况下，混凝土孔隙率越小，则混凝土的渗透性越差；混凝土氢氧化钙含量越高、密实性越好则混凝土具有较好的抗碳化性能。实际桥梁质量病害检测当中，对混凝土碱性储备以及密实性影响的因素繁多且较为复杂，不仅会受到施工因素和周围环境因素的影响，还会受到混凝土材料以及成分的影响。

1.4结构构造破坏

结构构造破坏一般会出现在支座和伸缩缝两个部位。一般情况下，伸缩缝破坏是由于设计不当、材料选用不合理或者施工等因素引发的，极易造成接缝处不平、渗漏、跳车的现象的出现。支座的破坏是由于设计不当、材料选用不合理和施工等因素引发的，极易造成支座支撑不稳、偏位、功能丧失以及垫块被压碎等情况的出现，也会诱发其他病害的产生。

2　跨江大桥病害检测方法

2.1混凝土结构检测

混凝土结构检测主要采用无损检测法：①红外成像检测，该种检测方法是一种新型的无损检测技术，其主要应用在缺陷和损伤检测当中，其具有对被测结构无损伤、视域较广、对温度无要求、遥感监测控制等特点，其检测精度较高；②雷达检测技术，该检测技术具有频带宽、频率高、方向性好、电导率敏感等特点，较其他检测技术相比，具有检测内容全面、穿透能力较强、非接触性等优点，对表面状况比较复杂的构件检测较为适应；③超声脉冲检测技术，该技术的基本原理是利用超声波在混凝土中不同的传播参数（波形、振幅、声时）来反映混凝土结构的质量，对混凝土结构强度等进行判断。其具有可靠性高、精度高的特点。第四种是冲击反射检测技术，该技术主要是检测混凝土厚度及内部缺陷，其具有能够满足各种测量需求、且检测效果较好的优点，解决了传统检测技术中的诸多缺陷，可进行单面测试，且信号具有较高的准确性，能够满足多个领域（道路、工程质量、底板、隧道等）的检测要求，具有较高的适应性和灵活性。在进行桥梁混凝土结构检测时，需要合理选用检测方法，以提高检测的精度，及时发现存在的潜在质量问题，为桥梁加固奠定基础[2]。

2.2裂缝检测

在桥梁结构出现不同程度的裂缝后，应加强度裂缝的检测，根据裂缝形态特征结合施工资料及设计方案等综合分析裂缝产生的原因，并评估裂缝可能产生危害，制定合理有效的加固措施。裂缝检测的内容主要有：裂缝的出现部位、宽度、走向、分布等；使用千分表引伸仪、手持式读数显微镜、长标距裂缝应变片、塞尺等对裂缝的发展变化情况进行测定。在进行裂缝观测时，应详细记录温度变化情况，温度较低时，混凝土结构表面收缩速度较外部收缩快，因而此时裂缝较宽；当气温升高时，混凝土结构表面收缩速度较外部收缩慢，因而此时裂缝较窄。因此，需严格按照《公路养护技术规范》中对裂缝的处理要求进行处理，若裂缝的数量及宽度超过规定要求，则需采取必要的加固措施进行加固。减少由于裂缝处理不当而出现结构变形加剧问题，降低桥梁使用寿命和承载能力。

3　跨江大桥加固措施

3.1桥梁表层结构检修加固

表层检修加固常用方法有混凝土的修补法、环氧树脂修补法、混凝土粘结剂修补法、水泥砂浆修补法等，在进行加固时，应根据桥梁表层结构质量病害的严重程度以及病害特征对加固措施进行合理选择。

3.2桥梁钢筋结构的检修加固

钢筋结构检修加固常用的方法有：①将损坏部分的混凝土进行凿除剥离；②清除原有混凝土表面的灰尘，并进行钢筋除锈处理，除锈处理结束后既可对钢筋进行防锈处理；③通过涂粘结剂（以环氧胶液）等方式进行加固；④根据施工设计要求，浇筑、喷浆；⑤处理新浇筑混凝土表面。

3.3桥梁结构裂缝的修补与加固

桥梁结构裂缝的修补通常采用封闭修补的方式，采用打箍加固封闭法、填缝、凿槽嵌补、表面摸灰、表面喷浆、表面粘贴等方式处理。对于部分对混凝土结构强度以及刚度有着直接影响的裂缝，则需采取相应的结构补强加固措施进行处理，针对不同的桥梁结构其加固措施也不尽相同，桥梁基础加固的方式一般有拉杆加固、预应力筋加固、钢筋混凝土加固、顶堆加固、加桩加固等方式。钢筋混凝土梁桥一般通过改变结构体系加固，如斜拉改造、梁拱结合、梁的连续加固以及增设八字架等方法；也可通过增加辅助构件来进行加固，如增加辅助横梁或纵梁；亦可增大构件截面来进行加固，如喷锚加固、加厚桥面板加固、增大混凝土截面以及增加受力主筋截面等；还可采用下撑式预应力拉杆——喷射混凝土来进行加固。钢筋混凝土拱桥加固，一般通过加强横向联系、调整压力线、拱轴线、减轻拱上建筑重量等方式加固[3]。

3.4弦杆加固措施

将原桥面铺装拆除后，为满足正常的使用功能，应改善弦杆受拉一侧的应力状态，确保裂缝能够不超过极限值，充分满足桥梁结构承载力不超过极限状态抗力要求；通过在剪力较大的区域增加钢筋混凝土（15cm）以满足该区域对斜截面抗剪强度的要求。弦杆加固方式见图1。

3.5加固后检测

经相应的加固措施处理后，需要对桥梁的整体质量进行检测，发现桥梁承载力获得了较好提升，裂缝得到了有效控制（控制为0.12mm，在相关规范要求的0.2mm之内），达到了加固处理的目的。

图1　弦杆加固方式

4　结语

近年来，随着我国社会经济的快速发展和人民需求的不断提高，跨江大桥的建造规模也在不断扩大。由于部分桥梁建造、使用时间较长，因而使得质量病害产生，不仅对桥梁的耐久性和抗压强度产生了直接的影响，而且直接关系着交通的畅通安全和道路使用者的人身安全。因此，应加强对桥梁质量病害检测工作，并针对检测出的质量病害采取相应的加固技术措施，以提高桥梁的耐久性，确保交通畅通，延长桥梁使用寿命。

[1]贺智功，何小林.四川地区钢筋混凝土肋拱桥主要病害检测分析与加固处治对策[J].西南公路，2011，04：126～132.

[2]黄英军.钢-混凝土组合梁桥维修加固质量检验评定方法研究[J].城市道桥与防洪，2013，06：175～179+11.

[3]秦彬，彭琼.浅议公路桥梁中病害的预防及治理方法[J].科技视界，2015，08：247～249.

U445.7

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1673-0038（2015）18-0216-02

2015-4-11