桥梁安全检测及加固维修探讨

2018-04-04连小琳

价值工程 2018年10期

连小琳

摘要：桥梁是交通系统中的重要组成部分，随着我国交通事业的发展，桥梁工程的数量越来越多。桥梁工程的建设和使用过程中采用了安全检测及加固维修的方法，目的是提升桥梁结构的安全水平，规避潜在的安全风险，促使桥梁工程在交通运营中能够保持着安全性与稳定性。本文主要在桥梁的建设和使用期间，探讨结构安全检测及加固维修的相关内容。

Abstract： Bridge is an important part of transportation system. With the development of transportation in China， there are more and more bridge projects. The construction and use of the bridge project adopts the methods of safety inspection and reinforcement maintenance to enhance the safety level of the bridge structure and avoid potential safety risks so as to ensure the safety and stability of the bridge project in traffic operation. This paper mainly discusses the structural safety inspection and reinforcement maintenance during the construction and use of the bridge.

關键词：桥梁；安全检测；加固维修

Key words： bridge；safety inspection；reinforcement maintenance

中图分类号：U445.7+2 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）10-0203-02

0 引言

现阶段我国交通运输事业快速发展，桥梁工程在承载运营的同时也面临着一定程度的破坏，如：结构损坏、变形、裂缝等，此类破坏降低了桥梁结构的安全水平。为了提高桥梁的运营水平，提出安全检测与加固维修的方法，防止桥梁结构发生破坏性的问题。安全检测及加固维修要以桥梁工程的实际情况为主，积极排除桥梁中的安全隐患，全面维护桥梁的工程结构。

1 桥梁工程运营期间的破坏问题

我国桥梁工程的数量越来越多，桥梁工程受到交通车辆的影响出现了诸多破坏问题，增加了桥梁工程的运营压力，缩减了桥梁使用的寿命。桥梁工程中的破坏因素除了交通车辆以外，还包括自然风险、结构构件等影响因素，降低了桥梁工程的稳定性。随着我国交通车辆荷载增加，桥梁工程面临着很大的运行压力，进而诱发诸多破坏问题，对桥梁工程造成很大的影响，不利于桥梁工程的安全运行，更重要的是桥梁工程的破坏问题，增加了桥梁运营的风险，无法为道路交通提供安全、合理的通行条件，应该在桥梁工程中实行安全检测及加固维修，以此来维护桥梁工程的稳固性。

2 桥梁结构安全检测的技术应用

结合桥梁工程的运营案例，汇总桥梁工程中常见的几种安全检测技术，完善桥梁检测的过程，具体分析如下：

2.1 荷载试验

桥梁荷载试验具备特定性，主要是在桥梁实体结构的指定位置安排荷载试验，向桥梁结构施加标准的设计荷载。桥梁工程中荷载试验分成了两个部分，分别是静态荷载和动态荷载，按照桥梁工程的实况选择荷载试验的类型[1]。静态荷载试验专门用于评估桥梁的结构性能，如：承载性能、抗裂性能、强度、刚度等，动态荷载试验用于研究桥梁工程的动力性能，检测桥梁的极限承载力与动态信息。荷载试验的荷载加压过程中，观察桥体结构的变化，重点观察变形量以及桥梁中应变力的分布状态，掌握荷载试验中桥体的实际情况，在此基础上综合评估现行桥梁结构的性能。荷载试验可以判断桥梁工程中结构设计是否和数据计算相互匹配，用于检测桥梁工程的性能与质量，荷载试验中还可以获取桥梁的承载数值。

2.2 完整性检测

桩基在桥梁工程中起到承载的作用，桩基承载着桥梁上部的荷载，同时维护桥梁基础结构的稳定性[2]。例举桥梁安全检测中完整性检测的几类方法，如：①声波投射检测技术，安全检测中提前把声测管埋设到桩基的灌注桩内，促使桩基完整性检测具备声波投射的条件，声波投射时检测了桩基是否完整，而且声波投射法中的超声波分析了灌注桩整体结构内是否存有夹砂、断层的问题，准确发现桩身的缺陷位置；②低应变反射波检测技术，此项技术在桩顶结构产生瞬态激振，激振作用下的弹性应力波在灌注桩内连续传播，灌注桩结构密实无质地破坏时，低应变反射波符合一维波动方程，应力波在灌注桩的缺陷位置会产生反射波，分析反射波的信号识别出桩基缺陷。

2.3 无损伤检测

无损伤检测是桥梁安全检测技术发展的结果，无损伤检测技术打破了传统安全检测的局限，融合了传感技术与现代通信手段，为桥梁工程提供了无损伤检测的方法。无损伤检测技术利用非破坏的条件评估桥梁结构，无损伤检测中常用的方法有双波长远红外成像、相干激光雷达、光纤传感检测技术等，例如：相干激光雷达技术在桥梁安全检测中，因为激光具有相干性的特征，所以配合雷达技术检测桥梁下部的稳定性，重点检测桥梁的结构挠度，激光产生的高亮度光电流，检测过程中发生变化时，记录下光电流的变化状态，按照原本标定好的位移和光电流关系，计算出光电流变化下桥梁下部结构的位移变化量，相干激光雷达在桥梁结构中可以检测平整度，测定结构弯沉和距离。

2.4 钢结构检测

钢结构是桥梁工程的主体结构，也是安全检测的主要对象。钢结构减轻了桥梁结构的自重，实现了大跨度结构[3]。桥梁钢结构中较为重要的是焊缝的安全检测，本文主要以桥梁的焊缝为检测对象，探讨钢结构检测时射线探伤检测技术的应用。射线探伤也属于无损伤检测技术的类型，专门用在钢结构焊缝位置，桥梁检测结构中发射了x射线和γ射线，检测两种射线在桥梁钢结构焊缝位置的强度，通过射线强度的衰减，判断焊缝位置是否存有缺陷，射线探伤检测技术比较直观，在桥梁钢结构检测中表现出了安全、简洁的优势。

2.5 结构损伤识别

桥梁结构损伤的破坏性大，其会影响到桥梁结构的整体安全，而且改变了桥梁结构的模态参数。结构损伤识别时根据参数的变化找出损伤的位置。例举结构损伤识别中的2种安全检测技术，如：①神经网络损伤识别，桥梁结构的参数输入到神经物流的无损伤系统内，利用振动测量数据训练神经网络，同时采用合适的方法标明网络中的参数，桥梁结构数据输入到网络内会产生相对的输出，输入和输出匹配成本无特征变化，表示无损伤，相反即可判断桥梁结构损伤；②小波分析损伤识别，常用于分析桥梁安全检测中的非平稳信号，识别桥梁损伤的特征因子构造，或者直观地在桥梁中提取损伤数据。

3 桥梁结构加固维修的措施分析

根据上文分析的桥梁安全检测技术，桥梁工程加固维修时要参考安全检测技术的结果，重点分析加固维修措施在桥梁中的实践应用。

3.1 桥梁基础加固维修

基础结构的加固维修措施，促使桥梁基础能够保持着可靠性，为桥梁整体提供稳固的基础支撑[4]。首先加固维修人员要勘察桥梁的基础结构，掌握桥梁运营中基础工程的质量，还要了解桥梁基础所在环境的地质、水文等信息；然后设计桥梁基础加固维修的方案，专门加固维修桥梁基础中出现的破损；最后加固维修人员在桥梁基础的工程现场，组织材料、设备以及相关人员进场，严格按照加固维修的方案落实工程措施，全面修复桥梁基础的结构。

3.2 上部结构加固维修

桥梁上部结构的荷载比较大，而且上部结构直接与车辆荷载接触，容易发生不稳固的情况[5]。桥梁上部结构维修加固的最终目的是恢复结构承重，加固维修时可以采用补强法、粘钢法、增加粱截面积等方法，按照桥梁上部结构的损坏实况，选择适当的加固维修方法，避免影响上部结构的稳定性。本文以某桥梁案例为分析对象，探讨上部结构加固维修的过程。该案例桥梁为双向四车道，宽度是28m，2000年底投运，该桥梁上重载车辆非常多，桥梁上部结构的构件发生了明显的损坏，该桥梁于2016年6月组织安全检测，根据安全检测的结果设计了加固维修的方案。该桥梁上部结构有多处裂缝，裂缝宽度基本在0.05～0.15mm范围内，桥台竖向裂缝较为显著，主梁、支点附近的裂缝过多，桥梁损坏区域主要采用了粘贴钢板加固的方法，同时配合角钢护角，防止粘钢加固维修后再次出现损坏问题，案例桥梁中存有腐蚀问题，粘钢加固后针对有腐蚀的结构，凿除破损的混凝土选用了卡本水下玻纤套筒灌浆加固的方法，解决了桥梁混凝土局部露筋、破损的问题，提高了桥梁上部结构的稳固性。

3.3 過渡段的加固维修

过渡段是指连接桥梁与道路的位置，过渡段最容易发生变形、沉降的问题，知识车辆交通中发生桥头跳车的危险。过渡段加固维修措施提高了桥梁通车的安全性，列举加固维修的几点措施，如：①检查台背结构的质量，台背加固维修填筑时使用的填料，一定要按照要求进行填筑、压实，保障台背结构的密实性；②桥梁过渡段处应该定期检查排水设施，防止过渡段发生雨水囤积的情况，顺利排出过渡段的积水；③过渡段施工时要注意软土地基的加固，根据桥梁过渡段的软土分布选用换填法、预压法等，避免过渡段结构发生沉降问题。

3.4 钢筋混凝土的加固

桥梁钢筋混凝土结构的维修加固过程中，先要检查钢筋与混凝土的材料治疗，确保钢筋与混凝土达到规范的质量标准，再安排钢筋混凝土的加固维修技术[6]。维修加固时禁止使用不合格的材料，桥梁钢筋表面需要涂刷保护层和防锈涂层，避免钢筋发生锈蚀的问题，如果桥梁钢筋发生锈蚀就要快速修复，防止加大桥梁钢筋的锈蚀范围。桥梁工程混凝土要按照搅拌、浇筑、振捣、养护的工艺流程完成混凝土施工，监督桥梁混凝土结构表面是否有麻面、裂缝的问题，解决此类问题后提高钢筋混凝土的结构水平，满足桥梁的运营需求。

3.5 实施裂缝修复技术

桥梁裂缝是最常见的病害，裂缝修复属于桥梁工程加固维修的关键工作。裂缝修复技术要根据桥梁裂缝的实况安排修复工作，加固维修时更换破损严重的构件，合理增加桥梁结构的支撑部分，加固桥梁结构后可以预防裂缝。裂缝修复时经常采用预应力法，利用机械设备把螺栓穿入到桥梁结构内，保护好桥梁钢筋结构，解决钢筋裂缝中的问题，预应力法加固后还要在桥梁表面涂抹环氧沥青涂料、聚氨酯沥青材料等，以此来强化桥梁结构。