RC简支空心板桥梁病害分析与检测加固方法的分析

2021-03-31陈明明

工程与建设 2021年2期

陈明明

(合肥工大工程试验检测有限责任公司,安徽合肥 230009)

0 引言

人们的交通和生活离不开桥梁的支持，桥梁的结构安全关乎着社会的发展和人们的生命安全。目前，交通量在不断增长，重型机械车辆也应用在日常的运输中，对桥梁产生了不同程度的损伤。因此，相关负责人员应加强对桥梁安全隐患的监测，并进行相应的加固，提升人们交通出行安全。

1 桥梁中的病害分析及检测方法

RC简支空心板桥梁指的是混凝土简支空心板桥梁，我国目前有大量的钢筋混凝土简支桥梁均始建于上世纪七十年代左右，但由于当时国家对于桥梁设计并没有足够健全的标准和高超的建筑技术，导致其承载力不能满足现代交通的要求，而随着日常的使用和负载，导致桥梁表面和内部都出现不同程度的危害，影响整体桥梁的安全性能，存在较大的安全隐患。

根据相关的桥梁检测要求，应定期对桥梁进行质量检测，避免出现重大的交通事故。桥梁的主要检测技术包括：

(1) 混凝土外观缺陷检测技术，该法为常规的检测技术，使用人力进行检测，通过对桥梁的外部情况判断其内部是否有缺陷和裂缝等病害，需要使用测量尺、相机、热成像系统等进行测量。

(2) 桥梁内部病害检测技术，该技术是通过使用冲击波回声或超声波对桥梁内部进行检查，发现其中是否有异常情况。

(3) 钢筋锈蚀检测技术，通过使用声波射线法或电位电阻法等进行测量，了解桥梁内部钢筋的具体情况。

2 上部开裂与裂缝加固技术

RC简支空心板桥梁在经过长时间的使用过后，上部的结构可能会出现裂缝的情况，存在横向或纵向的裂缝[1]。裂缝的出现原因有以下几种：

(1) 由荷载引起的裂缝。混凝土桥梁在承受一定的动、静荷载量时，会产生应力造成裂缝。应力造成的裂缝分为直接应力裂缝和次应力裂缝。前者是指由外部的荷载力产生的应力直接导致的裂缝；后者指的是荷载力转化为的次应力造成的裂缝，在桥梁检测中较为常见，此种裂缝多为劈裂、张拉或剪切型的短缝，在出现短裂缝时桥梁的结构已经达到承载力的极限，很可能造成结构被破坏。在受到中心拉力时，裂缝会贯穿构建的横截面，同时兼具基本相同，并且与受力方向垂直，结构弯曲的构件受力后，会在横截面较大的弯距附近产生裂缝，裂缝走向为中和轴方向。

(2) 温度变化引起的裂缝。混凝土的一大特质是热胀冷缩，在外部温度发生变化时，混凝土会发生变形，若没有足够的空间缝隙，则会导致其在受束缚时对外部产生应力，破坏桥梁的结构，影响原有的桥梁荷载力。

(3) 施工工艺质量引起的裂缝。混凝土桥梁的施工中要经历结构浇筑、制作构件、拼装等过程，在实际的施工时需要较高水平的专业技术，否则会在修建的过程中出现较多的裂缝。

桥梁中的裂缝在检测出现后应立即进行维护修补，防止裂缝变大影响桥梁的安全性。

具体的桥梁裂缝修补方法包括：

(1) 结构加固法，主要针对影响到混凝土桥梁结构功能的裂缝，通过使用张贴钢板加固、张贴碳纤维布、增设支点、补充混凝土加固等维修方法，避免裂缝进一步的扩大。

(2) 灌浆法，该方法是将修补浆通过一定的压力灌输到裂缝部位，将混凝土裂缝消除，恢复桥梁的完整性，一般适用于深度较深、宽度较大的裂缝的维修中，能够增加桥梁的使用寿命。

(3) 混凝土置换法，将桥梁损坏裂缝中的混凝土杂质取出，在其中注入其他的修补材料，恢复桥梁的功能。

(4) 表面处理法，将混凝土表面处理干净，将粘合剂在细小的裂缝处涂抹，避免其进一步扩大，提高桥梁的耐久性。

3 伸缩缝破损与维修

桥梁的伸缩缝是为了减缓车辆荷载等原因引起的桥梁上部结构之间移动而设计的在桥的梁端与桥台铰接位置的伸缩装置。伸缩缝由于处于桥梁中，直接受车辆的荷载力和自然环境的侵袭，因而易受各种因素影响而损坏失灵。导致其破损的原因主要有：

(1) 设计不合理。在RC简支空心板桥梁的设计时，设计时对于桥梁端部的荷载力没有足够的考虑，导致在日常的使用中，梁端出现破损情况，导致伸缩装置失灵，伸缩缝损坏。或者设计时在计算时没有将影响变形的因素全部考虑到，导致伸缩间距不合理，在使用后出现破损的现象。

(2) 伸缩缝装置质量较差。伸缩缝是由伸缩装置构成，其中的构件的质量强度和弹性不足导致其在应用中可能出现损坏现象。

(3) 伸缩缝的施工没有按设计要求完成。在施工时，工作人员对于定位角钢的位置不准确，使得伸缩装置不能正常使用，可能出现缝距过小或缝距过大的现象，影响桥梁的良好使用。

在桥梁伸缩缝损坏时，应根据实际情况进行维修，先将其周围的破碎的杂物和灰尘等进行清理，保持周围板体基面清洁，再用水将基面充分湿润，随后进行支模和混凝土的浇筑，浇筑后需要对混凝土进行维护，保证其质量合格。

4 桥面渗水与水加固

混凝土材料具有一定的防水性，在潮湿的环境和下雨时能够保持一定的稳定性和强度。但是在长期接受日晒和雨淋的气候环境中，会使混凝土构件发生风化的现象，质量变差，影响其整体结构的稳定性。另外，桥面的混凝土厚度较薄，与空气环境的接触面积也更大，导致其受到影响的程度也越深。在桥梁的长期使用中，发生塑性开裂的几率也较大，在出现裂缝时及时的进行早期维护和管理能够减少开裂带来的影响，但不能够使裂缝消失，随着后期桥梁的继续使用，在车辆负荷力的影响下会使裂缝继续扩大，会有腐蚀性的液体从裂缝进入，导致桥梁的结构更容易被损坏。

混凝土桥面渗水会导致会对桥梁内部的钢筋进行腐蚀，导致混凝土整体结构的强度有所降低，使桥梁的寿命明显的缩减[2]。在20世纪七八十年代，我国桥梁建设中对于桥面防水没有相应的要求，导致防水问题对桥梁的影响较大。从20世纪80年代末开始，国家陆续发布了多个相关的公路设计规范，要求桥梁在设计修建时应设置防水层，减少维修和养护，提高使用年限。

桥面出现渗水状况时，应在桥面设置相应的防水层，同时重视排水系统。在设置排水层时，应结合桥面的具体情况选择刚性防水层或者柔性防水层。刚性防水是指通过调配材料或在建材中掺加防水外加剂等方式来达到防水目的，柔性防水层是指在桥梁的建设中。将防水层铺设在沥青层和混凝土层中间，形成防水效果。

5 支座开裂与维修更换

桥梁支座是连接桥梁上下结构的重要构件，位于桥梁和垫石之间，能够将上部收到的荷载传到下部，是桥梁重要的传力装置。由于其所处位置一般较高，导致在日常检测和养护中，难以做到全面的维护处理。桥梁支座养护不及时可能会导致支座处梁体出现渗水，支座处的橡胶受到雨水等环境因素的影响会加快老化，从而失去正常的伸缩功能或开裂。另外，设计师在构建桥梁时没有充分考虑到荷载量的大小，使其按照正常支座荷载量设计的支座不能满足交通需求，支座在长期超负荷的情况下会出现疲劳损伤或开裂等不良情况。安装支座时，由于桥梁支座偏位导致其受力不均匀，使得梁体附加内力过大，会影响整体桥梁的正常使用，增加安全隐患。

在桥梁支座开裂时，应对其进行修补。可以根据具体的裂缝大小使用封缝胶液、埋设灌浆或粘贴碳纤维布等进行处理，在裂缝较大并且较为弯曲时，可以使用分段式分叉搭接的方法进行封闭处理，在支座弹性消失或裂缝过大时，应将支座进行更换。