試析橋梁結(jié)構(gòu)檢測與加固處理
2015-04-01
隨著我國經(jīng)濟(jì)和交通運(yùn)輸業(yè)的不斷發(fā)展進(jìn)步，各級公路橋梁所擔(dān)負(fù)的交通負(fù)荷越來越重，由于很多橋梁在建設(shè)時資金緊缺，泄洪能力較低，設(shè)計(jì)荷載偏低，受當(dāng)時技術(shù)條件的約束，橋梁的設(shè)計(jì)和施工管理大都較為粗放，橋梁建設(shè)使用的材料和設(shè)備大都較落后，導(dǎo)致現(xiàn)階段很多橋梁都存在某些缺陷，影響了正常的交通運(yùn)輸，給國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展造成了不利影響。
一、橋梁結(jié)構(gòu)檢測的常用方法
很多橋梁在建設(shè)時社會發(fā)展較緩慢，加之部分橋梁設(shè)計(jì)者缺乏遠(yuǎn)見，橋梁投入運(yùn)營之后，管理制度建設(shè)長期被忽視，橋梁的管理費(fèi)用被無故占用或挪用，車輛超載沒有嚴(yán)格審查，橋梁的技術(shù)狀態(tài)沒有進(jìn)行及時觀測，導(dǎo)致很多公路、橋梁發(fā)生了各種病害，嚴(yán)重破壞了橋梁的正常運(yùn)營。各種不良因素最后導(dǎo)致很多橋梁的實(shí)際使用壽命縮短，甚至有些橋梁成為危橋，嚴(yán)重影響了人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，為此，加強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)的檢測和加固處理勢在必行。
橋梁結(jié)構(gòu)檢測是一項(xiàng)對橋梁結(jié)構(gòu)直接進(jìn)行測試的科學(xué)實(shí)驗(yàn)工作。橋梁檢測的主要任務(wù)是通過有計(jì)劃地對橋梁結(jié)構(gòu)物加載之后的性能進(jìn)行對測量參數(shù)分析，對結(jié)構(gòu)物的工作性能加以分析評價(jià)，正確評價(jià)橋梁結(jié)構(gòu)的承載力和使用條件。橋梁在使用過程中會經(jīng)常出現(xiàn)各種損害，需要相關(guān)部門及時發(fā)現(xiàn)橋梁中存在的損壞環(huán)節(jié)，并及時加以修補(bǔ)，定期對橋梁進(jìn)行檢測貨物維護(hù)是保證橋梁正常運(yùn)營的重要的環(huán)節(jié)?，F(xiàn)階段常用的橋梁檢測方法包括三種，即半破損檢測、無破損檢測、半破損與無破損相結(jié)合及荷載試驗(yàn)。橋梁檢測方法主要是針對混凝土的強(qiáng)度和內(nèi)部缺陷等問題加以檢測。通常情況下，混凝土梁的無損檢測包括強(qiáng)度和完整性檢測兩種，混凝土梁的無損檢測以傳統(tǒng)測試混凝土強(qiáng)度的超聲法和回彈法為主。荷載試驗(yàn)主要是針對橋梁的整體結(jié)構(gòu)特性和承載能力進(jìn)行綜合評價(jià)，荷載試驗(yàn)主要包括動力荷載試驗(yàn)和靜力荷載試驗(yàn)兩種，其中橋梁結(jié)構(gòu)的動力荷載試驗(yàn)是使用動力荷載測試橋梁結(jié)構(gòu)的動力特性，例如使用行駛的汽車荷載或者其他動力荷載作用在橋梁結(jié)構(gòu)上，測出橋梁結(jié)構(gòu)的動力特性，通過橋梁的振動變形，判斷分析橋梁結(jié)構(gòu)在動力荷載下受振動和沖擊的影響程度。橋梁結(jié)構(gòu)的靜力荷載試驗(yàn)是指將靜止的荷載作用在橋梁的指定位置，保證可以測試出橋梁結(jié)構(gòu)的靜位移、靜應(yīng)變以及裂縫等，以此判斷橋梁結(jié)構(gòu)在荷載作用下的工作能力和狀態(tài)，通常情況下，橋梁結(jié)構(gòu)的分析評定工作主要包括對橋梁工作狀況的強(qiáng)度和穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)的剛度、裂縫、地基基礎(chǔ)等
二、橋梁結(jié)構(gòu)加固處理辦法
橋梁結(jié)構(gòu)的加固處理方法需要嚴(yán)格依照不同橋梁的病害原因采取不同的處理措施，通常情況下，橋梁結(jié)構(gòu)的加固處理方法包括以下幾種。
1.體外預(yù)應(yīng)力加固法
體外預(yù)應(yīng)力加固法主要適用于梁式橋正常使用的極限狀態(tài)超限結(jié)構(gòu)，技術(shù)人員通過對橋體施加體外預(yù)應(yīng)力，使橋梁減少結(jié)構(gòu)裂縫，減小梁體下?lián)?，從而改善結(jié)構(gòu)各個截面的應(yīng)力狀態(tài)。通常情況下，體外預(yù)應(yīng)力加固法的優(yōu)勢在于使用預(yù)應(yīng)力加固之后可以保證預(yù)應(yīng)力永久保存，而且可以將預(yù)應(yīng)力拆除，所以這在很大程度上擴(kuò)大了體外預(yù)應(yīng)力加固法的使用范圍，一方面它可以作為提高橋梁承載力的永久性加固措施，另一方面還可以使用在通行重車時的臨時加固；此外體外預(yù)應(yīng)力加固法可以使橋梁在自重增加很小的條件下，調(diào)整和改善橋梁原結(jié)構(gòu)的受力情況，增強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)的抗裂性和剛度；而且在自重增加較小的情況下，對橋梁基礎(chǔ)的受力狀況影響較小，可以節(jié)省橋梁加固成本支出。體外預(yù)應(yīng)力加固法的原理在于通過在橋梁體外增設(shè)鋼質(zhì)的撐桿，與被加固的梁體錨固連接，施加預(yù)應(yīng)力，改變原結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布，降低原結(jié)構(gòu)的應(yīng)力水平，進(jìn)而提高橋梁的承載力，減少橋梁結(jié)構(gòu)的變形。
2.減輕拱上自重加固法
減輕拱上自重的方法有三種，其一，使用預(yù)制的鋼筋混凝土T梁、空心板或者微彎板等輕型橋面系取代之前笨重的腹拱體系：其二，把腹拱的重力式橫墻挖空，或者將其改建為鋼筋混凝土立柱；其三，逐漸降低橋面標(biāo)高，以減少或者完全取消拱上材料。減輕拱上自重加固法的目的在于提高橋梁的承載能力，是一種調(diào)整拱上恒載分布的手段，主要是針對主拱圈變形過大，通過這種方法以調(diào)整拱軸線與壓力線；使用減輕拱上建筑自重主要是針對一些雙曲拱橋的基礎(chǔ)承載力較低時，通過這種辦法來降低對橋梁對基礎(chǔ)承載力的要求。
3.外包混凝土加固法
這種加固方法主要適用于對拱橋、基礎(chǔ)、墩臺、鋼架橋以及梁橋等，是在橋梁結(jié)構(gòu)上增加一部分恒載重量，為了保證外包混凝土加固的成功，在擬定外包混凝土尺寸時應(yīng)該考慮外包構(gòu)建以下的結(jié)構(gòu)承載力。外包混凝土加固法的施工工藝包括以下幾方面內(nèi)容，在施工過程中施工人員一定要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行施工，首先，使用的混凝土補(bǔ)強(qiáng)的受壓新澆混凝土厚度應(yīng)該不小于150mm，并且保證原來混凝土的表面鑿成凹凸深度不小于6mm的粗糙面，使用噴射混凝土施工時應(yīng)該大于50mm，而新澆混凝土的厚度應(yīng)該大于40mm。其次，配置混凝土的石子應(yīng)該使用碎石或者較為堅(jiān)硬的卵石，最大粒徑不應(yīng)該大于20mm；此外，結(jié)合面的連接鋼筋面積應(yīng)該大于結(jié)合面面積的0.2%。再次，在使用型鋼和鋼板補(bǔ)強(qiáng)時應(yīng)該保證力的有效傳遞，同時應(yīng)該保證其能夠共同參與原結(jié)構(gòu)的受力。最后使用鋼筋補(bǔ)強(qiáng)時，U型箍筋的直徑應(yīng)該和原有的箍筋直徑保持一致，封閉式箍筋的直徑應(yīng)該大于10mm，加固的受力鋼筋與原構(gòu)件受力鋼筋之間的凈距應(yīng)該小于20mm，使用短筋焊接，箍筋使用U型或者封閉的箍筋。
4.鋼板粘貼加固法
所謂鋼板粘貼加固法是使用錨栓或者粘結(jié)劑把鋼板粘貼錨固在混凝土結(jié)構(gòu)的受拉緣或者薄弱部位，用鋼板代替增設(shè)的補(bǔ)強(qiáng)鋼筋，以此來提高橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性和承載能力。鋼板粘貼加固法主要適用于由于交通量增加導(dǎo)致橋梁主梁承載力不夠，或者梁板橋的主梁出現(xiàn)橫向裂縫等。
橋梁檢測技術(shù)是一項(xiàng)操作難度較大、工作技術(shù)較復(fù)雜、科技含量較高的工作，屬于高空和危險(xiǎn)作業(yè)；橋梁加固也是一項(xiàng)復(fù)雜而繁瑣的系統(tǒng)工程，工程設(shè)計(jì)范圍較廣而且會涉及很多隱蔽工程，加固方法還會因不同橋梁的病害原因而不同，施工工藝具有復(fù)雜性和特殊性。為此橋梁結(jié)構(gòu)檢測和加固處理需要工程技術(shù)人員具有扎實(shí)的理論知識和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，確保技術(shù)工人可以對橋梁做出正確的評估和檢測，進(jìn)而設(shè)計(jì)出符合橋梁自身特點(diǎn)的加固方法，延長橋梁的使用壽命。
結(jié)語：
橋梁結(jié)構(gòu)的檢測和加固處理是一項(xiàng)復(fù)雜而細(xì)致的工作，需要相關(guān)技術(shù)人員具有各方面的綜合知識，理論與實(shí)際相結(jié)合，確保橋梁檢測和加固工作的有效性，延長我國橋梁的使用壽命，促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的長期可持續(xù)發(fā)展。
