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混凝土桥梁检测与加固技术的应用

                                    混凝土桥梁检测与加固技术的应用
               冀永耀 ( 通号工程局集团有限公司太原分公司,山西太原030000)
    摘要:介绍了混凝土桥梁检测的意义,阐述了混凝土桥梁检测的主要内容和方法,并从桥梁表层面、上部结构、下部结构等方面,论述了混凝土桥梁的加固技术,为桥梁维修加固方法的选择提供了依据。
    关键词:混凝土桥梁,检测技术,加固方法,桥梁结构
    中图分类号:U445. 72 文献标识码:A 
    0 引言
    公路中越来越多重型车的频繁出现,使得桥梁承重能力逐渐减弱,出现破损的现象,加速了桥梁的老化进程[1]。当前我国大多数的桥梁已经投入使用多年,按照现在的社会经济发展水平来看,它们几乎都不能再满足现代交通提出的新要求。因此对于混凝土桥梁的检测与加固,就成为当前迫在眉睫,急需解决的重点问题。
    1· 混凝土桥梁检测的意义
    1. 1 确定桥梁损伤的程度
    对混凝土桥梁进行检测后,检测人员在对数据进行整理分析后,能够对桥梁当前具体的损伤情况和缺陷有全面的了解,找出桥梁出现这种问题的原因,从而选择最恰当的方法进行维修和加固,延长桥梁的使用寿命。
    1. 2 保障桥梁的通行安全
    重型卡车的超载方面的问题日益加重,得不到根本有效的解决,这也导致了桥梁在投入使用的过程中,时时刻刻都在面临着超负荷工作,桥梁结构遭到毁灭性打击,久而久之,如果没有及时对桥梁检修维护,就很可能发生安全事故。因此对桥梁进行监测,对于桥梁结构出现的开裂等各种问题,就能够及时的去修复,确保桥梁通行安全。
    1. 3 提高桥梁经济效益
    出现破损的桥梁,如果长期没有得到修缮,随着时间的推移,破损程度不断地恶化,最终就会失去维修价值,只能拆除重建,这种情况就使得对于桥梁建设的投入增大,造成资金的浪费。而通过检测,可以发现桥梁结构的破损程度,再经过科学规范的维修和保养施工,只需要花费少量的资金,桥梁就能重新容光焕发,继续正常工作,提高了桥梁的经济效益。
    2· 混凝土桥梁检测技术的主要内容和方法
    2. 1 混凝土桥梁的检测内容
    第一,检查混凝土桥梁的承重能力,测试桥梁结构的使用性能。第二,检测混凝土桥梁的抗震防灾能力。第三,测试混凝土桥梁结构中的材料性能,以化学、物理角度的理论进行分析,判断桥梁在生产中出现缺陷的原因。
    2. 2 混凝土桥梁检测方法分析
    1) 结构静载试验检测技术。
    该检测技术主要是检测桥梁结构性能的参数,它是所有检测技术之中比较传统的手段[2]。桥梁在检测前,进行检测技术的准备工作,熟悉了解桥梁的相关文件信息,分析和计算桥梁的资料是设计图纸,另外,还应对桥梁进行力学测验,做好预案。完成这些工作后,正式开始使用结构静载试验检测技术对桥梁实施检测,根据准备阶段的预案,对桥梁的结构做静载试验,运用诸如光学仪器、电测试仪等仪器和设施,得到检测数据。之后进入了数据分析阶段,这一阶段计算桥梁截面应力值、桥梁发生变形的参数值等,对所得结果进行分析比对。最后,对桥梁结构在刚度、强度和抗裂性三方面做出评估。
    2) 结构振动试验测试技术。
    主要研究两种特性: 桥梁结构的自振特性,车辆动力荷载与桥梁结构联合振动的特性。根据结构振动试验测试数据,判断桥梁当前的状况和承载特性。运用这一技术检测时,想要让桥梁产生振动,将桥梁结构自振和强迫振动的数据记录下来,使用专门的测算仪器,对桥梁结构和振动特性进行分析。桥梁检测技术的发展带动了桥梁检测设备的发展。静态应变仪和动态应变仪,在桥梁检测中常常被运用。
    2. 3 检测手段和方法
    在桥梁检测实际操作中,主要是动静载荷试验检验方法。首先,利用自然激励响应,测算数据。运用数据分析软件,对桥梁的整体结构进行分析,做出横向刚度和稳定性评估。其次,通过检测桥梁受到静力荷载所产生的影响,来判断桥梁结构的稳定性与性能的高低,强度的大小[3]。第三,实施动力荷载试验,对混凝土桥梁所受到的动力荷载影响进行判断,满足设计要求。
    第四,依照动静荷载试验检测方法的指导理论,对桥梁结构的承受能力和工作状态进行计算、研究,综合评估。最后,后期处理阶段,对桥梁各个关键点进行数据采集,做好数据分析。
    混凝土桥梁检测步骤见图1。

    3· 混凝土桥梁加固技术的应用
    3. 1 桥梁表层面加固
    桥梁表层面在加固时,通常使用的方法是桥面补强加固法,它的具体施工方法是: 首先清理桥面杂物,完毕后在桥面的表层加铺一层粘合物质材料。补强层具有一定的厚度,加固原理是当桥面的厚度增加后,桥梁的荷载横向分布就会随之发生改变,提升桥梁结构的承受能力。
    3. 2 桥梁上部结构加固
    桥梁上部结构加固时,通常运用改变桥梁结构受力体系加固法来达到加固的目的。该项加固技术通过改变桥梁的受力分布点,来增强桥梁结构整体的承载能力。运用这项技术,要对桥梁的受力点有全面的掌握,找出最重要的受力部分,进行加固施工,减小桥梁的跨径,提升桥梁强度和承载能力。
    3. 3 桥梁下部结构加固
    桥梁下部加固就是加固桥墩,当前的技术环境下,通常使用的方法是钢筋混凝土护套法。这一方法从根本上来说,桥面补强法是同根同源,通过桥墩表面整体设置混凝土护套,增加了桥墩的厚度,加大了受力面积,实现增强桥墩的稳定性和承受能力的增强。在施工时,要对每一个桥墩仔细的检查,全面了解桥墩的整体状况。
    3. 4 桥梁加固的其他常用方法
    当桥梁处于其他特殊环境中时,上述的三种常用方法就可能起不到对桥梁结构的加固作用,针对这种情况,可用以下方法作为替补。粘贴钢板加固法,就是将钢板和混凝土层用胶等连接方式贴合在一起,该技术的优势在于操作简单快速,周边造成的实际影响微乎其微。粘贴碳纤维加固法,仍是将碳纤维粘贴于混凝土表面,从而形成新的受力体,该方法在桥面补强法的材料创新基础之上而来,青出于蓝而胜于蓝。体外植筋法,就是将预应力筋在原有的桥梁结构上再度张拉,从而提高桥梁结构的延展性。
    3. 5 混凝土桥梁加固实例
    某高速六跨箱形桥梁,投入使用多年后,在桥南半幅第一、第五跨箱梁腹板处出现较多裂缝,第三、第五跨箱梁腹板处的裂缝极为严重,尤其是第五跨贯穿底板处的裂缝最多,裂缝与水平方向的夹角度数在30° ~ 45°之间,其他各个跨的情况较好。出现裂缝的原因是由于主拉应力而引起的混凝土开裂,裂缝的宽度较大。出现在桥北半幅的裂缝,主要分布在墩台处,裂缝与水平方向的夹角度数在30° ~ 45°之间,出现裂缝的原因是由于主拉应力而引起的混凝土开裂,北半幅桥梁的状况要显著好于南半幅,北半幅的桥体有多处混凝土已经崩塌,崩塌原因是由于局部的混凝土出现裂缝,其中的钢筋在雨水的腐蚀下生锈,从而引起了膨胀,最终导致桥体崩塌。鉴于桥梁当前的状况,需要及时的对它实施加固施工。通过对桥梁问题成因的综合对比,在加固中就可选用体外植筋法,改善箱梁腹板的主拉应力,对桥梁墩台附近加固可使用钢筋混凝土护套法,以此来提高桥梁的承载能力。混凝土桥梁加固方法的对比见表1。

    4 ·结语
    我国交通运输行业稳健的发展全赖桥梁技术的发展和成熟,桥梁作为人工建筑,必然要经历“建设—使用—损耗”的生命周期历程,因此对于桥梁的检测和加固工作就必不可少,科学的运用相关的技术,不仅关系到桥梁自身的使用寿命,也是关乎公共交通安全的大事。
参考文献
[1]梅延坤. 桥梁检测与加固技术的应用研究[J]. 建筑技术开发,2016( 3) : 121,129.
[2]杨学飞. 混凝土桥梁检测技术和应用分析[J]. 黑龙江交通科技,2015( 5) : 115.
[3]刘博涵. 混凝土结构桥梁加固技术的应用探究[J]. 建筑机械化,2015( 9) : 57-59.

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