桥梁检测及加固技术研究分析

黎 纯

(湖南省交通科学研究院有限公司，湖南 长沙 410015)

1 桥梁检测目的与内容

1.1 桥梁检测目的

(1)全面检查桥梁使用状况、破损情况，分析产生原因及其对桥梁性能、承载力影响，为桥梁维护加固提供依据；

(2)全面检测桥梁状况，并系统收集相关技术数据资料，完善桥梁数据库，为桥梁科学管理提供数据支撑。

1.2 桥梁检测内容

桥梁检测内容主要可以分为三个部分：桥面系与上、下部结构，具体如表1所示。

综上所述，桥梁检测内容众多，每个项目均关系到桥梁结构安全问题，必须合理选择检测方法，实现对桥梁结构的科学评定与养护、维修。

2 桥梁检测及加固技术研究

2.1 桥梁检测技术

(1)检测要求

根据规范可知，桥梁检查主要可以分为三级，具体要求如下：①经常检查：主要采取目测方式，检查评定各部位缺损情况；②定期检查：需开展全方位的检查工作，包括结构构件材质检测、荷载试验等等，根据检测结果合理制定养护管理计划；③特殊检查：检查目的为查明桥梁破损程度、原因，并进一步评定桥梁技术状况。

(2)检测技术

截止目前为止，桥梁检测技术呈现为多元化发展态势，可分为无损/半损检测法、综合检查法和荷载试验。

对于混凝土桥梁而言，在进行混凝土强度、内部缺陷检测时，主要以前三种方法为主，尤其是无损检测技术凭借着结构损伤很小或没有损伤的优势，得到了广泛应用；在所有检测方法中，荷载试验较为客观，且可以反映真实情况，其包括静力荷载试验和动力荷载试验。

表1 桥梁检测内容

①混凝土桥梁外观缺陷检测技术：常规检测中，主要采用钢尺、相机等设备，人工观测、记录，此方法较为简单，但是需耗费大量人力、物力；近些年无损检测技术在此领域也得到了一定发展，主要是利用图像识别技术对桥梁外观数据进行采集和处理，分析是否存在裂缝及其他缺陷，如：无人机承载热成像系统检测，效率高、结果精确。

②混凝土桥梁内部缺陷检测技术：常用方法包括超声法、冲击回波法，其各有优缺点，超声法技术较为成熟、设备轻巧，可用于桥梁桩基、承台、桥墩、盖梁相关检测工作，但是不适用于大体积混凝土、高配筋率结构；冲击回波法在预应力混凝土压浆密实度检测中应用效果显著。

③普通钢筋锈蚀检测技术：包括物理、化学法两种，前者主要有射线法、声发射法、红外热线法；后者有电位法、交流阻抗法、混凝土电阻率法等。

④体内预应力钢束缺陷检测技术：这是预应力混凝土桥梁必须检测的项目，主要检测内容与技术如表2所示。

⑤力学及几何特性检测：a.强度：钻孔取芯法、回弹法、超声-回弹综合法、拔出法等；b.结构应力：应力释放法；c.变形：荷载试验下安装接触式挠度计进行测量，基于数字图像技术的桥梁挠度测量。

表2 体内预应力钢束缺陷检测技术

2.2 加固方法

(1)被动加固技术

此方法主要是通过使用补强材料被动受力，具体方法包括：①增大截面法：通过增大构件截面尺寸、增加受力钢筋，有效提高结构承载力，可用于小跨径T梁、π形梁或板梁；②粘贴钢板法：主要用于受拉区、抗剪薄弱位置，增加结构刚度，适用于原结构配筋过少、构件抗弯/抗剪/抗压能力较差的情况；③粘贴纤维复合材料法：主要用于混凝土结构薄弱部分，其强度高、重量轻，适用情况与粘贴钢板法基本一致。

(2)主动加固法

此种方法主要是通过改善原结构受力状态实现加固补强，具体包括以下两类方法：①预应力主动加固法，包括体外预应力加固、高强复合纤维预应力加固以及有黏结预应力加固；②改变结构体系加固法，包括增加斜撑、简支转连续、增设(更换)大边梁、斜拉索结构以及增强桥梁整体性加固法。

(3)混凝土裂缝处理方法

本文将混凝土裂缝处理方法单独列出进行分析，其是混凝土桥梁常用处理方法，是增强结构耐久性的重要措施，主要修补措施包括三种，具体如表3所示。

表3 混凝土裂缝修补措施

3 实例分析

3.1 工程概况

本文以某预应力钢筋混凝土T梁桥为例展开分析，此桥梁全长298.65 m，跨径布置为11×25.4 m，桥梁铺装为水泥混凝土，下部采用柱式墩，桩基础。此桥梁运营多年，目前已经出现了诸多缺陷、病害，对其进行全方位的检测评价，并制定科学的加固处理方法，具有必要性和紧迫性。

3.2 桥梁检测情况

(1)桥面系及附属结构

①人行道栏杆破损严重、混凝土碳化，钢筋外露锈烛；②桥面铺装存在坑槽、网裂、混凝土剥落、露筋等病害；③桥面纵、横向裂缝；④桥面板防水层断裂渗水。

(2)上部结构

①梁及横隔板：全桥横隔板混凝土剥落、钢筋外露锈蚀题；T梁梁体混凝土掉块、露筋，存在孔洞；

②支座：部分支座老化、受力变形、破损；

③混凝土强度、碳化状况检测：采用回弹法，结果显示9片T梁的混凝土强度推定值最小值44.8 MPa。

(3)下部结构

①桥台：11#桥台锥坡多处裂缝；

②盖梁：4#墩上盖梁水渍，2#、5#钢筋外露锈蚀；

③柱：墩柱与系梁结合部位存在多处裂缝，混凝土钙化、脱落、掏空、钢筋外露锈蚀，利用钢筋探测仪检测显示，柱竖向钢筋布置间距存在较大差异，混凝土保护层厚度由18～61 mm，变化幅度大；回弹法检测显示，18根柱混凝土强度推定值最小值16.2 MPa；

④系梁：墩柱与系梁结合部混凝土脱落、掏空、强度薄弱，系梁露筋锈蚀，回弹法检测显示，9根系梁混凝土强度推定值的最小值10 MPa；

⑤桩及基础：桩与系梁结合部位存在掏空、剥落以及强度低的情况，桩基础冲刷严重，底部混凝土剥落；回弹法检测显示，18根桩混凝土强度推定值的最小值10.6 MPa。

3.3 桥梁检测技术评定

根据规范评定，本桥属于四类桥梁，各部件评类表见表4。

表4 各部件评类表

3.4 桥梁加固技术

根据本桥梁检测评定情况，必须对旧桥进行加固改造：(1)桥梁上部主要承重构件缺陷较多，建议上部结构拆除重建，完全消除旧桥安全隐患；(2)桥梁下部结构问题，本次决定采用钢筋混凝土墩台套箍加固法，部分墩台损坏不严重部位可在墩身设置几道围带的方法，获得一定的加固效果。

4 结 语

综上所述，为保证桥梁正常运营，做好各项检测评价工作十分重要，具体需根据桥梁实际情况选择合适的检测方法，包括目测法、钻芯法、超声法、冲击回波法、雷达法以及更为先进的红外热线法、图像识别方法等等。通过获得精确的桥梁检测结果，可为桥梁评定提供可靠依据，并由此合理选择加固方法，为桥梁安全运营奠定坚实基础。