桥梁检测与加固技术应用

2016-03-15莫泽洪

科学中国人 2016年26期

关键词：荷载钢筋裂缝

莫泽洪

昌江城市建设投资有限公司

桥梁检测与加固技术应用

莫泽洪

昌江城市建设投资有限公司

桥梁检测能够对桥梁实际承载能力实施有效评定，进而为创建桥梁数据库、使用及加固维护提供科学的依据。桥梁结构经过长时间的使用以及受到不同原因的影响，势必会受到不同程度的伤害。只有有效提升并优化桥梁检测加固技术，才能提高公路桥梁承载能力，使桥梁发挥其应有的作用。

桥梁检测；加固技术

引言

对桥梁健康状况实施科学检测及评价，对于保证桥梁安全运营以及延长桥梁使用时间具有非常重要的意义。

一、桥梁检测常用方法及实例

桥梁检测通过检测与荷载实验，对桥梁的工作性能、桥梁结构承载能力以及实际工作状态实施直接测试，进而为桥梁加固提供科学准确的数据。

（一）桥梁检测常用方法

桥梁结构经过长时间的使用以及受到不同原因的影响，势必会受到不同程度的伤害。在桥梁检测方法中，无破损、半破损检测方法以及半破损与无破损相结合检测方法主要针对混凝土强度以及内部缺陷等。同时，静力与动力两种荷载试验也属于桥梁检测常用方法。

（二）桥梁检测实例分析

以1971年3月建造的全长554米、桥宽15.6米，单个孔长30米的某17孔双曲公路拱桥为例，对其实施检测。建造该桥时，依据1967年版的《公路桥涵车辆荷载及净空标准暂行规定》，对其荷载等级予以设计。随着运输车辆荷载级别的变化、超载车辆的碾压以及经过几十年的使用，该桥荷载能力已经显著偏低。同时，该桥已经遭到不同程度的损坏，承载能力受到了严重影响。只有对其状况以及实际承载能力进行有效检测，并采取相应措施进行加固，才能够保证该桥的正常使用。

1、检测内容及方法

首先，常规检测。该检测内容与方法有：桥梁主要结构的混凝土强度（超声回弹法检测）、碳化深度、裂缝情况。同时，还有混凝土钢筋锈蚀情况（钢筋锈蚀测定仪检测）与保护层厚度（钢筋定位仪检测）等。其次，对桥梁承载能力进行检测。检测内容是：实测荷载与测点布置。

2、检测结果

首先，桥梁外观及裂缝检查情况。该桥梁主拱有混凝土剥落、钢筋外露、拱顶有横向裂缝等现象；盖梁与立柱有混凝土剥落与钢筋外露等现象；桥面混凝土也有局部损坏现象。其次，混凝土强度。未破损部位混凝土强度基本符合设计要求。第三，保护层厚度。保护层厚度基本符合设计要求。某些保护层部位因钢筋锈蚀而涨裂。第四，碳化深度。该桥梁混凝土碳化比较严重，极易引起结构内部钢筋锈蚀与损坏。

3、结论

首先，该桥梁设计荷载相对较低。超载车辆长期碾压，致使拱顶开裂，桥梁主拱受压体系已经发生严重改变。其次，桥梁横向刚度较弱，桥梁整体性已经受到影响。第三，内部钢筋已经出现严重锈蚀与破坏。

二、桥梁加固技术应用

对发生老化的原有桥梁进行有效加固，不仅能够最大程度利用现有资源，发挥其固有的使用功能，而且能够确保安全运营，有效保障运营车辆以及行人的安全。因此，借助桥梁加固技术对旧桥加固具有非常重要的现实意义。

（一）桥梁加固常用方法

1、桥面补强层加固法。该方法能够有效提高桥梁荷载横向分布能力与桥梁的承载能力。具体是先对原有桥面实施凿除，再在梁顶上加铺钢筋，浇筑混凝土，进而与原有桥梁成为一个整体。

2、外包混凝土加固法。对桥梁的构件截面与配筋合理增大，进而提高构件的强度、刚度以及稳定性。同时，该方法还能够有效减少桥梁的裂缝宽度。在条件许可的情况下，可以借助该方法对梁桥、拱桥、刚架桥、墩台以及桥梁基础等进行加固。

3、钢板粘贴加固法。在混凝土结构薄弱部位，借助粘结剂与锚栓将钢板予以有效固定，使钢板起到钢筋的作用，与桥梁成为一个整体。该方法不会对桥梁原结构造成破坏、资金费用较低、便于控制施工质量，能够有效提高桥梁承载能力与耐久性。

4、喷锚混凝土加固法。首先借助植筋法，把锚筋植入需要补强的位置，并设置补强钢筋网。其次，喷射相当的混凝土，使补强钢筋网与桥梁原有结构成为一个整体。同时，掺入钢纤维后不仅提高了混凝土的抗拉强度，而且有效提高了混凝土的韧性。

5、拱桥拱圈与拱肋加固方法。该方法包括喷射水泥砂浆、增设钢筋混凝土拱圈、钢板箍与螺栓锚固、扩大双曲拱桥拱肋截面、粘贴钢板或钢筋加固拱肋、增设拱肋、增加横系梁等加固法。

6、其他方法。改变结构受力体系加固法能够有效提高桥梁的承载能力；体外预应力加固法能够有效减少或消除裂缝，能够有效改善桥梁结构不同截面的应力状态；减轻拱上自重加固法是调整拱上恒载分布，进而恢复与提高原桥承载能力。

（二）桥梁加固实例

以建造于1969年8月设计荷载汽-13、拖-60的某双曲公路拱桥为例。该公路桥主拱圈出现裂缝、桥面出现变形及破碎、腹孔与立墙也出现病害。加固后的桥梁跨径、宽度及桥长设计与原来一样，荷载等级设计为汽车-超20级、挂-1200。加固设计以该桥竣工图纸为依据。

1、桥梁加固设计

首先，实施加固前主拱圈验算。对该桥梁的恒载、活载内力以及降温与收缩徐变内力予以计算。其次，实施加固后主拱圈验算。加固后，对该桥梁主拱圈各截面应力予以计算，对主拱圈截面拉应力超限予以处理。第三，主拱圈加固设计。由于主拱圈受力大、裂缝多，为提高该桥梁整体刚度与承载力，将拱顶部分三根横系梁改为横隔板。第四，桥面系改建。拆除原来填充的砂砾，改为混凝土与改性沥青混合料。第五，运用环氧树脂砂浆对立墙腹拱上的裂缝予以抹面。

2、施工要点

首先，对受喷面予以清理与凿毛。对受喷面杂物予以有效清理，增加混凝土粘结力。其次，钻孔并插入锚杆。第三，挂设钢筋网。第四，喷射混凝土施工。先借助高压水泵对受喷面予以冲洗。受喷面无积水后，从垂直于受喷面的角度喷射混凝土，并使喷嘴与受喷面保持0.6--1.2米的距离。