试析桥梁结构检测与加固处理
2015-04-01
随着我国经济和交通运输业的不断发展进步，各级公路桥梁所担负的交通负荷越来越重，由于很多桥梁在建设时资金紧缺，泄洪能力较低，设计荷载偏低，受当时技术条件的约束，桥梁的设计和施工管理大都较为粗放，桥梁建设使用的材料和设备大都较落后，导致现阶段很多桥梁都存在某些缺陷，影响了正常的交通运输，给国民经济的发展造成了不利影响。
一、桥梁结构检测的常用方法
很多桥梁在建设时社会发展较缓慢，加之部分桥梁设计者缺乏远见，桥梁投入运营之后，管理制度建设长期被忽视，桥梁的管理费用被无故占用或挪用，车辆超载没有严格审查，桥梁的技术状态没有进行及时观测，导致很多公路、桥梁发生了各种病害，严重破坏了桥梁的正常运营。各种不良因素最后导致很多桥梁的实际使用寿命缩短，甚至有些桥梁成为危桥，严重影响了人们的生命财产安全，为此，加强桥梁结构的检测和加固处理势在必行。
桥梁结构检测是一项对桥梁结构直接进行测试的科学实验工作。桥梁检测的主要任务是通过有计划地对桥梁结构物加载之后的性能进行对测量参数分析，对结构物的工作性能加以分析评价，正确评价桥梁结构的承载力和使用条件。桥梁在使用过程中会经常出现各种损害，需要相关部门及时发现桥梁中存在的损坏环节，并及时加以修补，定期对桥梁进行检测货物维护是保证桥梁正常运营的重要的环节。现阶段常用的桥梁检测方法包括三种，即半破损检测、无破损检测、半破损与无破损相结合及荷载试验。桥梁检测方法主要是针对混凝土的强度和内部缺陷等问题加以检测。通常情况下，混凝土梁的无损检测包括强度和完整性检测两种，混凝土梁的无损检测以传统测试混凝土强度的超声法和回弹法为主。荷载试验主要是针对桥梁的整体结构特性和承载能力进行综合评价，荷载试验主要包括动力荷载试验和静力荷载试验两种，其中桥梁结构的动力荷载试验是使用动力荷载测试桥梁结构的动力特性，例如使用行驶的汽车荷载或者其他动力荷载作用在桥梁结构上，测出桥梁结构的动力特性，通过桥梁的振动变形，判断分析桥梁结构在动力荷载下受振动和冲击的影响程度。桥梁结构的静力荷载试验是指将静止的荷载作用在桥梁的指定位置，保证可以测试出桥梁结构的静位移、静应变以及裂缝等，以此判断桥梁结构在荷载作用下的工作能力和状态，通常情况下，桥梁结构的分析评定工作主要包括对桥梁工作状况的强度和稳定性、结构的刚度、裂缝、地基基础等
二、桥梁结构加固处理办法
桥梁结构的加固处理方法需要严格依照不同桥梁的病害原因采取不同的处理措施，通常情况下，桥梁结构的加固处理方法包括以下几种。
1.体外预应力加固法
体外预应力加固法主要适用于梁式桥正常使用的极限状态超限结构，技术人员通过对桥体施加体外预应力，使桥梁减少结构裂缝，减小梁体下挠，从而改善结构各个截面的应力状态。通常情况下，体外预应力加固法的优势在于使用预应力加固之后可以保证预应力永久保存，而且可以将预应力拆除，所以这在很大程度上扩大了体外预应力加固法的使用范围，一方面它可以作为提高桥梁承载力的永久性加固措施，另一方面还可以使用在通行重车时的临时加固；此外体外预应力加固法可以使桥梁在自重增加很小的条件下，调整和改善桥梁原结构的受力情况，增强桥梁结构的抗裂性和刚度；而且在自重增加较小的情况下，对桥梁基础的受力状况影响较小，可以节省桥梁加固成本支出。体外预应力加固法的原理在于通过在桥梁体外增设钢质的撑杆，与被加固的梁体锚固连接，施加预应力，改变原结构内力分布，降低原结构的应力水平，进而提高桥梁的承载力，减少桥梁结构的变形。
2.减轻拱上自重加固法
减轻拱上自重的方法有三种，其一，使用预制的钢筋混凝土T梁、空心板或者微弯板等轻型桥面系取代之前笨重的腹拱体系：其二，把腹拱的重力式横墙挖空，或者将其改建为钢筋混凝土立柱；其三，逐渐降低桥面标高，以减少或者完全取消拱上材料。减轻拱上自重加固法的目的在于提高桥梁的承载能力，是一种调整拱上恒载分布的手段，主要是针对主拱圈变形过大，通过这种方法以调整拱轴线与压力线；使用减轻拱上建筑自重主要是针对一些双曲拱桥的基础承载力较低时，通过这种办法来降低对桥梁对基础承载力的要求。
3.外包混凝土加固法
这种加固方法主要适用于对拱桥、基础、墩台、钢架桥以及梁桥等，是在桥梁结构上增加一部分恒载重量，为了保证外包混凝土加固的成功，在拟定外包混凝土尺寸时应该考虑外包构建以下的结构承载力。外包混凝土加固法的施工工艺包括以下几方面内容，在施工过程中施工人员一定要严格按照相关规定进行施工，首先，使用的混凝土补强的受压新浇混凝土厚度应该不小于150mm，并且保证原来混凝土的表面凿成凹凸深度不小于6mm的粗糙面，使用喷射混凝土施工时应该大于50mm，而新浇混凝土的厚度应该大于40mm。其次，配置混凝土的石子应该使用碎石或者较为坚硬的卵石，最大粒径不应该大于20mm；此外，结合面的连接钢筋面积应该大于结合面面积的0.2%。再次，在使用型钢和钢板补强时应该保证力的有效传递，同时应该保证其能够共同参与原结构的受力。最后使用钢筋补强时，U型箍筋的直径应该和原有的箍筋直径保持一致，封闭式箍筋的直径应该大于10mm，加固的受力钢筋与原构件受力钢筋之间的净距应该小于20mm，使用短筋焊接，箍筋使用U型或者封闭的箍筋。
4.钢板粘贴加固法
所谓钢板粘贴加固法是使用锚栓或者粘结剂把钢板粘贴锚固在混凝土结构的受拉缘或者薄弱部位，用钢板代替增设的补强钢筋，以此来提高桥梁结构的耐久性和承载能力。钢板粘贴加固法主要适用于由于交通量增加导致桥梁主梁承载力不够，或者梁板桥的主梁出现横向裂缝等。
桥梁检测技术是一项操作难度较大、工作技术较复杂、科技含量较高的工作，属于高空和危险作业；桥梁加固也是一项复杂而繁琐的系统工程，工程设计范围较广而且会涉及很多隐蔽工程，加固方法还会因不同桥梁的病害原因而不同，施工工艺具有复杂性和特殊性。为此桥梁结构检测和加固处理需要工程技术人员具有扎实的理论知识和丰富的实践经验，确保技术工人可以对桥梁做出正确的评估和检测，进而设计出符合桥梁自身特点的加固方法，延长桥梁的使用寿命。
结语：
桥梁结构的检测和加固处理是一项复杂而细致的工作，需要相关技术人员具有各方面的综合知识，理论与实际相结合，确保桥梁检测和加固工作的有效性，延长我国桥梁的使用寿命，促进国民经济的长期可持续发展。
