中交路橋技術(shù)有限公司 許國(guó)泰中交路橋技術(shù)有限公司 劉中宇

橋梁檢測(cè)與養(yǎng)護(hù)加固研究

中交路橋技術(shù)有限公司 許國(guó)泰中交路橋技術(shù)有限公司 劉中宇

公路交通是人類社會(huì)生命線工程的重要組成部分，公路橋梁作為公路交通基礎(chǔ)設(shè)施的咽喉工程，在公路運(yùn)輸系統(tǒng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。由于使用荷載和環(huán)境因素等的影響，使橋梁的使用性能衰退，結(jié)構(gòu)安全與耐久性降低，造成橋梁的適應(yīng)性不足，甚至出現(xiàn)橋毀人亡的事故。作為人造結(jié)構(gòu)物的橋梁，客觀上也有其“生、老、病、死”的過程，采用科學(xué)的技術(shù)手段與方法對(duì)其進(jìn)行及時(shí)有效的養(yǎng)護(hù)和加固，是保證其健康、安全服役，發(fā)揮最大效能的關(guān)鍵。因此，橋梁養(yǎng)護(hù)和加固技術(shù)一直是國(guó)際橋梁界關(guān)注的焦點(diǎn)問題。

發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)表明，橋梁在建成投入使用20～30年后，將愈來愈多地面臨耐久性降低和安全性不足等問題，且越是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家面臨的問題越突出。我國(guó)自20世紀(jì)80年代起，公路建設(shè)事業(yè)步入高速發(fā)展時(shí)期，建設(shè)了大量各類橋梁，目前已成為僅次于美國(guó)的世界第二橋梁大國(guó)。隨著橋梁服役時(shí)間和交通運(yùn)輸事業(yè)的持續(xù)蓬勃發(fā)展，我國(guó)面臨的橋梁養(yǎng)護(hù)管理工作任務(wù)也日趨艱巨。

對(duì)橋梁進(jìn)行檢測(cè)和養(yǎng)護(hù)、加固能極大地節(jié)約橋梁的維修費(fèi)用，同時(shí)避免因頻繁大修而關(guān)閉橋梁造成重大損失，能最大限度地減小因橋梁事故造成的損失。

一、橋梁的檢測(cè)項(xiàng)目

橋梁檢測(cè)一般基于橋梁的表觀檢查分析與評(píng)價(jià)進(jìn)行。

1. 橋梁的表觀檢查包括對(duì)橋梁整體與局部構(gòu)造幾何尺寸的測(cè)量、結(jié)構(gòu)病害的檢查與測(cè)量等，表觀檢查的項(xiàng)目和要求對(duì)不同的橋型有不同的側(cè)重點(diǎn)。表觀檢查需達(dá)到定量反映橋梁結(jié)構(gòu)狀況，依據(jù)相關(guān)規(guī)范評(píng)定橋梁技術(shù)等級(jí)的要求。結(jié)構(gòu)資料的調(diào)查包括了解橋梁的原結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工工藝及過程以及橋梁的結(jié)構(gòu)維修養(yǎng)護(hù)歷史等。

2. 橋梁結(jié)構(gòu)材料的無損或微損檢測(cè)。在該項(xiàng)檢測(cè)中，其相應(yīng)檢測(cè)技術(shù)及測(cè)試儀器設(shè)備發(fā)展很快，是橋梁無損檢測(cè)的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域。測(cè)試儀器設(shè)備及相關(guān)技術(shù)研究在國(guó)內(nèi)外橋梁無損檢測(cè)中占很大比重，如，應(yīng)用于橋面板檢測(cè)的雙頻帶紅外線自動(dòng)溫度成像系統(tǒng)和探地雷達(dá)成像系統(tǒng)，應(yīng)用于整橋測(cè)量的激光雷達(dá)和無線電脈沖轉(zhuǎn)發(fā)器，應(yīng)用于橋梁裂縫檢測(cè)的新型超聲波與磁分析儀等。

3. 橋梁承載力的檢測(cè)。橋梁承載力的檢測(cè)方法包括分析計(jì)算法、荷載實(shí)驗(yàn)法以及實(shí)物調(diào)查比較法。通過經(jīng)驗(yàn)系數(shù)折算或者理論計(jì)算的方法評(píng)定出橋梁的安全承載能力，再運(yùn)用靜載實(shí)驗(yàn)或者動(dòng)載實(shí)驗(yàn)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)物的工作狀態(tài)進(jìn)行直接測(cè)試，最后由實(shí)際交通情況來檢驗(yàn)橋梁承載力。

4. 橋梁的健康度檢測(cè)。橋梁的健康度檢測(cè)主要包括參數(shù)采集和處理、健康評(píng)定3部分。主要方法是運(yùn)用現(xiàn)代傳感與通信技術(shù)，實(shí)時(shí)采集橋梁的工作參數(shù)，由特定分析系統(tǒng)對(duì)工作參數(shù)進(jìn)行識(shí)別、加工和評(píng)價(jià)。

二、橋梁的養(yǎng)護(hù)

橋梁養(yǎng)護(hù)主要是為了保持橋梁的正常狀態(tài)，維持公路橋梁的正常使用，消除使用中出現(xiàn)的各類問題，延長(zhǎng)其使用壽命。但是，由于受公路橋梁管理部門的職能不完善、公路橋梁的荷載增加、季節(jié)變化以及路面積水的侵蝕等因素影響，使公路橋梁養(yǎng)護(hù)存在一些問題。針對(duì)這些問題，我們應(yīng)從以下幾個(gè)方面做好公路橋梁的養(yǎng)護(hù)工作。

1. 完善公路橋梁管理部門的職能。提高養(yǎng)護(hù)人員的素質(zhì)，配備專職公路橋梁養(yǎng)護(hù)工程師，安排專人負(fù)責(zé)橋梁的巡視與檢測(cè)工作。同時(shí)，在橋梁養(yǎng)護(hù)工作中，應(yīng)劃清責(zé)任，做好相應(yīng)的檢測(cè)維修記錄，建立養(yǎng)護(hù)檔案，全面掌握公路橋梁狀況，以較早發(fā)現(xiàn)缺損和異常情況，從而采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施。

2. 采用先進(jìn)的技術(shù)手段。就目前的橋梁使用和養(yǎng)護(hù)狀況來看，即使是小面積修補(bǔ)，如果沒有多功能綜合養(yǎng)護(hù)車，公路橋梁的養(yǎng)護(hù)質(zhì)量也很難達(dá)到要求。從另一方面看，科技的進(jìn)步能有效提高公路橋梁的持續(xù)發(fā)展能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。比如，山區(qū)公路翻漿處理技術(shù)、地理信息系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)、玻璃纖維舊橋加固技術(shù)、遠(yuǎn)程收費(fèi)監(jiān)控系統(tǒng)等科研成果在公路橋梁中的使用極大地提高了公路橋梁的養(yǎng)護(hù)效率和水平。

3. 做好對(duì)公路橋梁管理的行政執(zhí)法。為減少公路橋梁的損害，應(yīng)經(jīng)常開展治理超載超限活動(dòng)，建立超載超限運(yùn)輸車輛網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)超限超載車輛加大監(jiān)管力度，實(shí)行計(jì)量收費(fèi)，從而減少對(duì)公路橋梁造成的損害。

三、橋梁的加固

我國(guó)目前對(duì)舊橋加固技術(shù)的研究主要有有四大類。分別是增大截面加固法、體外預(yù)應(yīng)力加固法、粘貼鋼板加固法以及碳纖維加固法。

1. 增大截面加固法。即擴(kuò)大和增加原結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面，以提高原結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度。

2. 體外預(yù)應(yīng)力加固法。即改變?cè)Y(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布，抵消部分自重應(yīng)力，起到卸載作用。從原理上講，是改變了原結(jié)構(gòu)的受力體系，使原結(jié)構(gòu)受力減小，能較大幅度地提高橋梁的承載能力。

3. 粘貼鋼板加固法。即將鋼板粘貼在鋼筋混凝土的受拉區(qū)或薄弱部位，原理同增大截面加固法。

4. 碳纖維加固法。即利用環(huán)氧樹脂系列黏結(jié)劑將碳纖維片粘貼在公路橋梁的受拉區(qū)等部位。其原理是實(shí)以新的結(jié)構(gòu)代替原抗力不足的結(jié)構(gòu)。