混凝土桥梁检测及加固技术

赖嘉洲

（广东交科检测有限公司，广东 广州 510550）

0 引言

桥梁荷载等级要求随交通行业的发展而不断提高，在现阶段的交通运输压力下，既有桥梁已越发难以满足其需要，桥梁使用寿命在逐渐增多的车流量以及超载等作用下不断减少。此外，在恶劣环境下，部分桥梁的耐久性在盐碱性腐蚀等长期作用下有所降低，已难以确保其安全使用性能。从资源和财力等方面而言，重建建筑物是最为浪费的一种方式，该种方法是不得已之选，因此，检测评估仍有着一定价值的桥梁，并使用相应技术对其进行加固，以使其功能得到提高，降低资源浪费，在经济效益以及社会效益两方面均更有价值。

1 桥梁病害及加固原则

1.1 常见病害

既有桥梁约有50%的数量存在安全和耐久性方面的问题，其中又约有30%的危桥。针对桥梁开展的检测以及加固等手段，成为解决桥梁问题的关键所在。桥梁主要的病害类型有：

（1）裂缝。混凝土桥梁中，裂缝病害是最为常见形式[1]。裂缝的产生原因并不单一，如使用不当的施工材料、养护不周、环境恶劣等因素的影响下均会有裂缝出现。而在裂缝出现之后又会导致其他病害相继产生，如不断发展的裂缝导致钢筋被动裸露，进而在雨水等作用下出现锈蚀，桥梁承载力减弱，严重可能出现坍塌等情况。

（2）碳化。混凝土碳化容易引发钢筋锈蚀，钢筋锈蚀又会对桥梁使用年限造成影响。

（3）结构受力过大。桥梁承载力在长期的过载以及环境因素影响下不断减小，导致桥梁梁体出现断筋现象，极限强度有所弱化。

1.2 桥梁检测内容

（1）外观。观察桥梁外观裂缝是否明显，或桥梁结构变形是否明显，是否出现不均匀沉降，结构出现破坏等，检查结果应如实反映桥梁现状。

（2）承载力。若桥梁外观变形不明显，应对其承载力进行检测，确保其承载力满足标准要求[2]。

（3）材料。以常见的混凝土桥梁为例，应以混凝土和钢筋材料为主要检测材料，对其开展保护层碳化深度、钢筋裸露和锈蚀程度等检测，确保其满足标准要求。

1.3 加固原则

（1）桥梁结构进行加固后应确保应力要求。

（2）新更换结构应与原结构保持尽可能大的接触面，以使其整体性得到有效提高。

（3）新加固结构应维持原有外观，保证其美观性。

（4）所设计加固方案应包含经济性、实用性以及安全性。

2 实例分析

廖屋大桥中心桩号为K749+143.7，全桥长528.0m，为双幅分离式桥，双向六车道。上部结构采用3×40+3×40+4×40+3×40四联预应力混凝土组合T梁，先简支后连续结构；下部结构多采用双圆柱墩配圆桩基础、0#台为肋板台配桩基础、13#台为桩柱式台配桩基础，于2018年开始运营。

2.1 桥梁检测

（1）外观检测。以目测法对桥梁外观进行检测，并咨询早期建设部门桥梁施工和养护过程的不良情况，以便于掌握桥梁现状和性能。

（2）保护层检测。使用HT-225A回弹仪检测桥梁混凝土保护层厚度和强度，使用规范公式计算检测数据，以取得混凝土强度。再通过ZBL-R620仪器测定保护层厚度，以取得桥梁现有的实际厚度[3]。

（3）碳化程度检测。采用化学溶液与仪器混合的方法进行检测，首先在混凝土表面上均匀涂抹酚酞等溶液，若其表现为红色，则代表结构出现碳化，再使用LR-TH10测定仪在碳化地点检测碳化程度，所得结果如表1所示。

表1 碳化检测结果

2.2 加固方案

基于检测结果，从整体性、强度、刚度三个原则出发，方案决定使用碳纤维进行加固。具体如图1所示。

图1 碳纤维布黏结方式

2.3 加固过程

（1）开展现场勘查，确认大型机械支撑点，并做好现场清理，材料运输以及人员就位的准备工作。

（2）将病害表面和钢筋裸露部位清理打磨钢筋，去除碳化层等软弱部位，打磨棱角至平整干净。

（3）进行底胶的调配，将裂缝等坑洼填补平整，施工时需注意涂抹厚度，以1.0mm以下的厚度进行平整。

（4）在1～2h底胶凝结完成后，将调配好的树脂涂抹在表层，涂抹时需平整表面，并控制其厚度保持在2～3cm范围内，确保整体性。

（5）根据碳纤维布的尺寸确定所需涂抹树脂的范围，在涂抹结束后再在树脂上黏贴碳纤维布，应使用浸渍胶涂抹布料的搭接位置，并确保长度在100mm以上。施工时应及时进行压实，以确保两者接触良好，没有气泡出现。

（6）将碳纤维布黏贴好了之后，应将树脂再次涂抹在加固位置起保护作用，并进行防水防污染处理，确保有1天以上的养护时间。

2.4 加固结构监测

在完成结构加固之后，应相应设立监控点，以对加固结构进行检测，确保桥梁加固后满足性能要求，如监测其是否产生新裂缝，桥梁构件在上部荷载下的变形情况，混凝土构件加固后是否能满足长期受力下的性能要求等。

3 结语

现场检测结果可知，桥梁整体表面存在较为严重的破损现象，钢筋有着一定程度的锈蚀，混凝土出现4mm左右的碳化深度。桥梁结构裂缝在经过碳纤维布的加固之后有所消失，混凝土强度有所提升，桥梁表面防水防污染能力也有所提高。从桥梁安全性的角度出发，应实时动态开展监测工作。