浅谈桥梁的检测与维修加固
2015-08-26
桥梁检测的主要病害及桥梁的综合评价
（一）桥梁检测的主要病害
1、结构使用状态
梁体主要受拉区在荷载作用下开裂或原有裂缝有扩展，钢筋应力较大，结构使用状态出问题，但梁本身受拉区未破损，受拉筋未损失，结构的极限强度并未减小。
2、极限状态
梁体主要受拉区在荷载作用下，截面应力较小，梁体在荷载作用下没有开裂或原有裂缝稳定，没有新的扩展，结构的使用状态没有问题。但梁体由于被撞而造成钢筋或预应力钢丝断裂，使梁体现有配筋与原设计相比减少，结构的极限强度降低。
其他
如混凝土剥落、蜂窝、漏筋、麻面、空洞、磨损、锈蚀、老化、锥坡沉降开裂等。
（二）桥梁综合评价的方法
在对桥梁进行维修加固之前应该对桥梁进行综合评定，目前常用的几种旧桥评定方法为:
据相关规范要求对照桥梁存在的缺陷及病害进行综合评定。
2、理论计算分析评估方法。
3、现场荷载试验评定方法。根据桥梁的普查结果，有针对性地重点布置一些测点进行静载检测以测试桥梁的实际受力变形状态和承载能力。依据对桥梁的普查报告结果和荷载试验情况及结论，确定对桥梁检测的内容及荷载试验方案，并对计算、检测和试验成果进行综合对比分析。对桥梁的工作状况和承载能力进行综合评定，做出综合评估，提出初步处理方案。
二、桥梁检测的主要内容及常用的检测模式
（一）桥梁检测的主要内容
桥梁检测的内容涵盖广泛，主要的检测内容有六大项目：
表面检测。主要是对表面的缺陷及破损进行目测，采用激光传感器检测裂缝的分布，采用数字相机、热像仪以及超声波检测裂缝的宽度及深度，采用玻璃纤维传感器和超声波、雷达检测开裂的趋势和内部缺陷，等等。
应力和统度。主要是利用激光检测变形，利用加速传感器和光纤传感器分别检测振动和应力。
强度和刚度。分别利用拉拨试验和超声波检测混凝土强度和弹性模量。
扩散深度。主要是通过钻芯取样检测酸化深度、氯化深度以及酸侵蚀深度。
渗透性。主要是通过现场渗透试验检测渗透性。
6、钢筋锈蚀。主要是采用自然电位法检测锈蚀位置和程度。
（二）常用的桥梁检测模式
1、一般检测
即负责公路桥梁的养护人员的经常性巡检，以公路和桥梁得到及时的养护为目的，同时对一些突发性的重大问题作出相应的报告。例如：地震、泥石流等较大的自然灾害对公路桥梁的损坏情况，公路桥梁的巡检员应及时将准确信息向上级部门进行报告。
2、基本检测
即专业人员对桥梁的质量进行定期的跟踪式检查，尤其是一些新建桥梁和一些通过一般检测出现问题的桥梁，需要专业的工程师形成跟踪小组，通过目测、摄像及其它测量仪器进行专业的检测，并制定检测计划，以保证公路桥梁的使用寿命，消除安全隐患，必要时可以根据具体情况对相应的问题公路桥梁做出限行或者禁行的交通建议。
3、特殊检测
当被检测的公路或桥梁确定存在严重问题时，公路桥梁专家应及时提出特殊检测的要求。经批准后，形成专家组，通过物理或化学等对公路桥梁无破损检验手段，对桥体禁行全方位的检查，找出问题根源，从而制定相应措施，一般情况下，需要特殊检测的公路桥梁应禁止使用，待问题解决后，再恢复使用。
桥梁维修加固的技术要点
（一）旧桥维修加固的特性
与新建的公路桥梁相比，旧桥在维修加固有自身的一些特性：
1、旧桥在维修加固时所采用的标准与先前设计的标准有所不同。
2、旧桥维修加固的实施难度要比新建桥梁的大。
3、桥梁维修加固时采用了很多新施工工艺。
4、桥梁维修加固施工中对原有结构的拆除、清理工作量大而繁琐，并常常隐含很多不安全因素。因此，在维修与加固时，施工人员要注意确保原有结构的损伤最小化，并充分利用原有的结构构件，且保证原有结构保留部分的安全性与耐久性。
（二）旧桥加固方法的选用原则
1、桥梁加固可以有各种不同的方式，视旧桥的情况、承载能力的减弱程度以及今后的任务进行选择。
桥梁的加固一般有如下几种: 扩大或增加原结构构件截面，以提高原结构的强度和刚度；以新的结构代替旧的应力不够的结构；改变原结构的受力体系，使原结构减少受力；对原结构施加外应力(如预应力)，以改变原结构的受力状态，达到提高桥梁刚度和强度的目的。
采用扩大或增加桥梁构件截面的方法进行加固时，应特别注意新加部分与原有部分的结合，使其成为一个整体起到加固作用。
不管采用何种加固方案，都应考虑投资少, 工效快、不中断交通、技术上可行、有较好的耐久性等方面的要求。
（三）桥梁开裂的维修加固
当一座桥梁进入特定检测期间，即桥身开裂等严重情况，这不但会大大缩减桥身的使用寿命，严重者甚至会酿成巨大事故，所以此种情况应进行及时处理。对于这种情况，应利用桥梁维修加固的塞缝灌浆方法。我们经常看到的公路检测人员对公路开裂的地缝重新灌注沥青，或者对其凹陷处凿开，然后重新铺上砂石灌入沥青即是对公路裂口处的及时处理现象，而当桥梁出现裂口时则采用同样的方法。
值得注意的是，根据桥梁本身建筑材料的不同应采取相应的材质进行灌注，比如水泥路或石砌桥的裂口应以水泥浆或水泥砂浆为宜，并根据裂缝的大小选择水泥浆是否掺砂及掺砂量。
而对于现在较普遍的钢筋混凝土构件则应用环氧树脂进行灌注，因为这种构件产生的裂缝小，而环氧树脂的粘结性更好，所以它是现今维护加固桥梁的主要手段。
（四）对于桥梁承载力不足的维修加固技术
科学证实，一般桥梁在使用20～30年后，即会出现问题。所以承载力不足的问题，在桥梁上体现得更为明显。
对于桥梁承载力不足的问题，对桥身的维护加固应采用粘贴钢板加固法为宜，此种技术耐腐蚀性抗疲劳性强，耐久度高，相对桥体本身的重量、截面积以及桥梁的净空高度可以忽略不计，不仅施工过方便快捷，节约经济成本，而且不会对桥身造成新伤，同时可根据要求进行多层粘贴，或涂以不同颜色，施工灵活性很高。因此，它是基于桥的原貌下的“锦上添花”，而非“整容”。
除此之外，外包混凝土加固法、喷锚混凝土加固法以及体外预应力加固法等也是良好的选择方式，本质上讲，这些都是一种增加桥身辅助构件的方法。
（五）桥梁不均匀沉陷的维修加固技术
这种情况，处理上相对容易，一般可在河床铺砌浆砌片石（可与砂浆更好的粘合），同时在河床上游设置设置丁坝，在受到冲刷的路段或桥台处用打木桩的方法加固路段和桥身。（简言之，及达到增大桥梁截面的目的，除此之外，还可用化学植筋、喷射混凝土等方式。）
桥梁维修加固后的试验检测
（一）桥梁静载试验
静载试验通过测试桥梁结构在试验荷载作用下控制截面的应变、位移或裂缝来分析判定桥梁的承载能力。荷载工况选择应反映桥梁设计的最不利受力状态，同时为了确保加载安全和了解结构应变和变位随试验荷载增加的变化关系，对桥梁试验加载应分级进行。加载设备常采用可行式车辆，测点的布置不宜过多，但要保证质量，一般情况下，主要测点布设应能控制结构的最大应力和最大挠度。
（二）桥梁动载试验
动载试验通过测试桥梁在动载作用下的响应，分析桥梁的频率、阻尼和振型等动力特性， 根据动力响应和动力特性进行桥梁承载力评定。桥梁结构的动力特性只与结构本身的固有性质有关(如结构的组成形式、刚度、质量分布和材料性质等)，而与荷载等其他条件无关。桥梁在实际动荷载作用下，根据结构各控制部位的动力响应，如振幅、频率、速度和加速度以及反映结构整体动力作用的冲击系数等，来分析结构在动荷载作用下的受力状态。
结语
综上，旧桥病害的发生和发展直接影响结构的适用性和耐久性，严重时直接危及桥梁的运营安全。日常工作中，公路管养部门应加强对现有桥梁的检测力度，区别情况，分析损坏原因，通过合理可行的技术和施工工艺对旧桥加以改造与加固，充分利用旧桥的承载力，不但可以获得更大的经济效益和社会效益，而且能在一定程度上消除交通安全隐患。
